Компоновка балочных конструкций

При проектировании конструкции балочного покрытия рабочей пло­щадки цеха, проезжей части моста или другой аналогичной конструкции необходимо выбрать систему несущих балок, обычно называемую балоч­ной клеткой.

Балочные клетки подразделяют на три основных типа: упрощенный, нормальный и усложненный (рис.).

Рис. Типы балочных клеток

а - упрощенный; б - нормальный; в - усложненный

В упрощенной балочной клетке нагрузка на пере­крытие передается через настил на балки настила, располагаемые обычно параллельно меньшей стороне перекрытия на расстояниях а(шаг балок) и через них на стены или другие несущие конструкции, ограни­чивающие площадку. Из-за небольшой несущей способности настила поддерживающие его балки приходится ставить часто, что рационально лишь при небольших пролетах их. При частом размещении длинных ба­лок возникает противоречие между получаемой мощностью и требуемой жесткостью, что неэкономично; в нормального же типа балочной клетке нагрузка с настила передается на балки настила, ко­торые в свою очередь передают ее на главные балки, опирающиеся на колонны, стены или другие несущие конструкции, ограничивающие пло­щадку. Балки настила обычно принимают прокатными.

В усложненной балочной клетке вводятся еще до­полнительные, вспомогательные балки, располагаемые между балками настила и главными балками, передающими нагрузку на колонны. В этом типе балочной клетки нагрузка передается на опоры наиболее длинно. Чтобы снизить трудоемкость перекрытия, балки настила и вспо­могательные балки обычно принимаются прокатными.

Выбор типа балочной клетки связан и с вопросом о сопряжении ба­лок между собой по высоте. Сопряжение балок может быть этажное, в одном уровне и пониженное.

Рис. Сопряжения балок

а - поэтажное; б - в одном уровне; в - пониженное

При этажном сопряжении (рис. а) бал­ки, непосредственно поддерживающие настил, укладываются на глав­ные или вспомогательные. Это наиболее простой и удобный в монтажном отношении способ сопряжения балок, но он требует наибольшей строи­тельной высоты. При сопряжении в одном уровне (рис. б) верх­ние полки балок настила и главных балок располагаются в одном уровне, а на них опирается настил. Этот способ позволяет увеличить высоту главной балки при заданной строительной высоте перекрытия, но су­щественно усложняет конструкцию опирания балок.

Пониженное сопряжение (рис. в)применяется в балочных клетках усложненного типа. В нем вспомогательные балки примыкают к главной ниже уровня верхнего пояса главной, на нихпоэтажно уклады­вают балки с настилом, которые располагаются над главной балкой. Этот тип сопряжения, так же как и сопряжение в одном уровне, позво­ляет иметь наибольшую высоту главной балки при заданной строитель­ной высоте перекрытия.

Главные балки обычно опирают на колонны и располагают вдоль больших расстояний. Расстояние между балками настила определяется несущей способностью настила и обычно бывает 0,6 - 1,6 м при стальном и 2 - 3,5 м при железобетонном настиле.

Расстояние между вспомогательными балками обычно назначается в пределах 2-5 м, и оно должно быть кратно пролету главной балки. При выборе этого расстояния надо стремиться получить минимальное число вспомогательных балок, причем прокатных. Установив направле­ние, пролет главных балок и расстояние между балками настила, вы­бирают тип и компонуют балочную клетку таким образом, чтобы общее число балок было наименьшим, балки под настилом и вспомогательные балки были прокатными, а сопряжения между балками были простыми и удовлетворяли имеющейся строительной высоте перекрытия,

При этом следует принимать наиболее простой тип балочной клетки с наиболее коротким путем передачи нагрузки на опоры.

Таким образом, выбор рационального типа балочной клетки и ти­па сопряжения балок в ней зависит от многих факторов, и целесо­образность выбора для данных конкретных условий может быть ус­тановлена только сравнением возможных вариантов конструктивного решения.