При проектировании балочных конструкций, как правило, необходимо в зависимости от назначения балок составить схему их расположения, наметить генеральные размеры и определить приходящуюся на балки нагрузку.
В случае необходимости перекрыть некоторую площадь поддерживающие перекрытие балки располагают обычно в двух направлениях. Такая конструкция, состоящая иногда из целой системы пересекающихся балок, называется балочной клеткой.
На балочную клетку может быть уложен настил в виде металлического листа (рабочие площадки цехов, гидротехнические конструкции), железобетонных плит и др. Балочная клетка состоит из главных балок, перекрывающих большой пролет, и второстепенных балок. Главные балки опираются на опоры, а второстепенные балки опираются на главные.
Типы балочных клеток
В зависимости от взаимного расположения второстепенных и главных балок различают следующие типы балочных клеток:
- балочная клетка с этажным расположением второстепенных балок, т, е. с опиранием их непосредственно на главные сверху;
- балочная клетка с расположением второстепенных балок в одном уровне с главными балками;
- балочная клетка с пониженным расположением второстепенных балок;
- балочная клетка усложненного типа, состоящая из трех систем балок.
Выбор типа балочной клетки определяется экономическими соображениями (минимум веса и трудоемкости), а также заданными габаритами (как снизу, так и сверху балочной клетки), диктуемыми условиями эксплуатации. Та высота, за пределы которой не должна выходить конструкция, называется строительной.
Схема распределения нагрузки на балки балочной клетки
Определение нагрузки на балки. Для определения нагрузки на балку выявляют соответствующую балке грузовую площадь, на которую действует равномерно распределенная нагрузка.
На фигуре грузовая площадь 1 второстепенной балки (заштрихована в клетку) имеет ширину а (шаг балок) и длину I (пролет балки). На главную балку действует нагрузка с грузовой площади, обозначенной цифрой 2, на колонку — цифрой 3.
При расчете прокатных балок влиянием их собственного веса можно пренебречь вследствие малого его значения.
«Проектирование стальных конструкций»,
К.К.Муханов