6.2. Основы проектирования балочных клеток
В зависимости от размеров помещения и действующих нагрузок, расположение балок может быть различным и представлять собой либо ряд параллельно уложенных балок, опирающих на стены, либо систему из перекрестных балок, т.е. балочную клетку. На балки или балочную клетку укладываются железобетонные плиты или стальной настил, образующие вместе с балками конструкцию перекрытия. Системы балочных клеток могут быть различными и состоять только из главных балок, перекрывающих основной пролет, из главных и перпендикулярных им вспомогательных балок, обычно меньшего пролета, чем главные, а также с использованием коротких дополнительных балок, размещаемых между вспомогательными –
поднастильных, служащих для поддержания стального настила (иногда применяемого есто железобетонных плит (рис. 6.3).
Расположение главных и вспомогательных балок по высоте также бывает разным. Можно рассмотреть следующие основные типы балочных клеток.
С поэтажным расположением вспомогательных балок, т.е. вспомогательные балки укладываются поверх главных (рис.6.4.а); со вспомогательными балками, расположенными в одном уровне с главными (рис.6.4.б); с пониженным расположением второстепенных балок (рис.6.4.в); балочная клетка с использованием главных, вспомогательных балок и балок настила (усложненный тип ) (рис.6.4.г).
В практике жилищного и гражданского строительства балочные клетки с пониженным |расположением второстепенных балок применения не находят.
При выборе типа балочной клетки нужно стремиться к меньшей строительной высоте перекрытия, т.к. в многоэтажных зданиях излишняя строительная высота влечет за собой необоснованное увеличение общей высоты здания и удорожания строительства и эксплуатационных расходов.
6.3. Основные положения расчета балок
Металлические балки рассчитываются из условий прочности, жесткости с минимальными затратами металла.
Расчет на прочность осуществляется по правилам, изложенным в курсе сопротивления материалов, расчет на жесткость сводится к определению прогиба балки f и сравнение его с допускаемы прогибом fu, который он не должен превышать.
Так как пролеты, нагрузки и назначения балок различны, то установление конкретных допускаемых величин прогибов балок fu невозможно. Поэтому при определении жесткости балок используют относительный прогиб fu/l, показывающий, какую часть пролета не должен превышать фактический прогиб балки (например: 1/250, 1/400, 1/600 и т.д.). Зная из строительных норм предельный относительный прогиб для проектируемой балки, можно из него получить для этой балки величину допускаемого прогиба fu.
Учитывая это, оптимальную относительную высоту главных балок можно назначать в пределах 1/10...1/12 пролета балки. Для второстепенных балок при величине предельного прогиба 1/250 высота сечения может быть уменьшена до 1/20 пролета балки.
В балочных клетках главные балки устанавливаются с шагом L = 7...8 м, второстепенные с шагом В = 1,5...3,0 м. Балки под металлический литовой настил устанавливаются с шагом 0,5...1,2 м, под профилированный настил 2...3 м, под железобетонный настил 2...6 м.
Нагрузки, действующие на балки гражданских и общественных зданий, как правило, являются равномерно распределенными. Зная величину нагрузки, приходящуюся на 1 м2 площади перекрытия (собственный вес перекрытия, временные, длительные, кратковременные нагрузки) и определив грузовую площадь одного погонного метра длины (рассчитываемой балки (рис.6.5.), получим расчетную нагрузку .на 1 погонный метр балки q = g*а, кH/м, или q = g*l, кH/м.
