3. Определение массы элементов балочной клетки

3.3.1. Определив оптимальные значения шага балок настила (пролета настила) и шага второстепенных балок (пролета балок настила в усложненной балочной клетке), переходят к расчету элементов балочной клетки: стального настила, балок настила и вспомогательных балок.

а) Расчет стального настила

Расстояние между вспомогательными балками следует назначать таким, чтобы оно укладывалось целое число раз по длине главных балок. На настил действуют полезная нагрузка и нагрузка от собственной массы конструкции. Для определения расчетной нагрузки необходимо нормативные нагрузки умножить на соответствующие коэффициенты надежности по нагрузке: для нагрузок в производственных помещениях – не менее 1,2; для собственной массы конструкции – 1,05 [6].

Расчет настила на прочность и жесткость производится с учетом растягивающих сил, возникающих за счет крепления настила к балкам. Методику этого расчета см.: [1, c.130].

б) Расчет вспомогательной балки (балки настила)

Расчетная схема вспомогательной балки представляет собой однопролетную балку с шарнирными опорами: одна шарнирно-неподвижная, а вторая шарнирно-подвижная. Опорами ее (в балочной клетке нормального типа) служат главные балки и, следовательно, пролет вспомогательной балки равен шагу колонн в поперечном направлении. В качестве вспомогательных балок, как правило, применяют прокатные двутавры. Нагрузкой для вспомогательной балки служат собственная масса конструкций и временная полезная нагрузка. При определении расчетной нагрузки учитываются коэффициенты надежности по нагрузке. Подбор сечения вспомогательной балки ведется по первому предельному состоянию, как разрезной балки, с учетом развития пластических деформаций [7, п. 4.15]. Затем проверяется прогиб балки от нормативной нагрузки (расчет по второму предельному состоянию). В балочной клетке усложненного типа при выборе количества вспомогательных балок необходимо учитывать некоторые конструктивные требования. Если главная балка имеет стык посредине пролета, то рекомендуется принимать количество вспомогательных балок четным с тем, чтобы вспомогательная балка не располагалась в месте стыка. Необходимо по возможности избегать расположения вспомогательных балок в месте опирания главной балки на колонну.

Так как шаг балок настила небольшой, нагрузку на вспомогательную балку можно считать равномерно распределенной. Нормативная нагрузка на 1 пог. м. вспомогательной балки складывается из массы балок настила, массы настила и временной нагрузки.

Расчет вспомогательной балки производится обычным способом, с учетом развития в балке пластических деформаций при условии соблюдения некоторых требований [7].

3.3.2. При сравнении вариантов компоновки балочной клетки масса элементов определяется в кг:

а) настила

(3.8)

при отсутствии ребер жесткости , при наличии ребер жесткости ;

б) прокатных балок настила и второстепенных балок по сортаменту;

в) второстепенных составных сварных балок:

(3.9)

где площадь сечения и пролет второстепенной балки;

строительный коэффициент, учитывающий ребра жесткости, равный 1,10;

плотность материала балки, равная 7,85 т/м³.

3.3.3. Суммарную массу настила, балок настила и второстепенных балок относят к площади ячейки:

- расход стали на конструкции балочной клетки нормального типа (исключая главные балки) приведенный к 1 м² площади, определяются по формуле:

(3.10)

а для балочной клетки усложненного типа – по формуле:

(3.11)

где масса 1 м² настила;

масса 1 пог. м. вспомогательной балки;

масса 1 пог. м. балки настила;

расстояние между балками настила;

расстояние между вспомогательными балками.