Выбор типа балочной клетки и шага балок

Балочная клетка – это система несущих балок, опирающаяся на опоры и применяемая при проектировании балочного перекрытия, рабочей площадки цеха, проезжей части моста или другой аналогичной конструкции.

Наиболее экономичный вариант компоновки балочной клетки определяется путем сравнения нескольких конструктивных решений, при проектировании которых можно изменять тип балочной клетки и шаг балок. Для упрощения сравнения вариантов рассматривается только одна средняя балочная клетка, опирающаяся на колонны.

В балочной клетке нормального типа (рис. 1) нагрузка с настила передается на балки настила, опирающиеся на главные балки. Балки настила обычно принимают из прокатного профиля.

Рис.1. Схема балочной клетки нормального типа

В балочной клетке усложненного типа (рис. 2) вводятся дополнительно второстепенные балки, располагаемые под балками настила и опирающиеся на главные балки. Для уменьшения трудоемкости изготовления балочной клетки балки настила и второстепенные балки принимают из прокатного профиля.

Рис.2. Схема балочной клетки усложненного типа

Расстояние между балками настила (шаг балок настила) l определяется несущей способностью настила и обычно составляет

0,6–1,6 м при стальном настиле и 2–3,5 м при железобетонном настиле. Шаг балок настила принимают:

· кратно пролету главных балок, при этом возможно назначать расстояние от крайних балок настила до разбивочных осей меньше шага балок;

· кратно 50 мм;

· с таким расчетом, чтобы балка настила не опиралась на середину главной балки, т.е. количество промежутков между балками настила должно быть нечетным.

Опирание балок настила на середину главной балки увеличит изгибающий момент в середине пролета, а установка ребра жесткости в зоне монтажного стыка отправочных марок главной балки невозможна.

В качестве настила, укладываемого на балки, применяют стальные листы из рифленой или гладкой стали, щитовой настил из несущего стального листа, подкрепленного снизу продольными и поперечными ребрами, железобетонный настил из сборного или монолитного железобетона, деревянный дощатый настил.

Простейшая конструкция несущего настила состоит из стальных листов, уложенных на балки настила и приваренных к ним. Наиболее выгодное решение по расходу материалов получается при минимальной толщине настила, поэтому в качестве материала для него рекомендуется использовать листы толщиной t_n=6–8 мм при нагрузке q≤10 кН/м²; t_n=8–10 мм при нагрузке на настил 11<q≤20 кН/м²; t_n=10–12 мм при нагрузке на настил 21<q≤30 кН/м²; t_n=12–14 мм при нагрузке на настил q>30 кН/м².

Исходя из требования жесткости настила должно выполняться условие

(1)

где l_n – пролет настила, равный шагу балок настила l, м;

t_n– толщина настила, м;

n_о= =150 – отношение пролета настила к его предельному прогибу;

q_n – нормативная временная нагрузка на настил, кН/см²;

; (2)

ʋ - коэффициент Пуассона, для стали ʋ=0,3;

Е – модуль упругости стали, принимаемый равным Е=2,06х10⁴ кН/см².

После проверки условия жесткости настила для принятого шага балок настила подбирают сечение балок настила прокатного типа.