Компоновка балочних кліток

Балочна клітка – це система балок одного або декількох напрямків. Вона використовується при проектуванні покриттів та перекриттів будівель, робочих площадок під технологічне устаткування, прольотних будівель мостів та інших об’єктів. На балочну клітку вкладають несучий настил – стальний (листи), залізобетонний (плити) або дерев’яний (щити).

Схему балочної клітки вибирають залежно від значення і схеми розміщення навантажень, а також від типу настилу. За схемою компоновки в плані розрізняють три типи балочних кліток:

1) спрощений тип

Балки, на які опирається несучий настил, називаються балками настилу.

Використовуються балки одного напрямку, які розміщуються паралельно меншій стороні перекриття. Відстань між балками “а” називається кроком балок. Площа перекриття, з якої навантаження передається на одну балку, називається вантажною площею балки. Вона рівна: a _* l. Оскільки робочий настил має, як правило, невелику несучу здатність (так як його проектують достатньо тонким), то балки настилу розміщуються досить часто. При стальному настилі крок а=0,6…1,6 м, при залізобетонному – а = 2…3,5 м.

Балки настилу є прокатними двотаврами.

Шлях передачі навантаження: з настилу на БН і далі на опори;

2) нормальний тип

Використовуються балки двох напрямків: головні балки і балки настилу.

Балки, які перекривають основний проліт (більшу відстань між колонами), називають головними балками. На них опираються балки настилу, призначені для зменшення прольоту несучого настилу. Використовується при більших прольотах, коли використання спрощеної балочної клітки не раціонально.

Головні балки проектуються зі складених двотаврів.

Шлях передачі навантаження тут довший: з настилу на балки настилу, далі на головні балки і потім на колони чи інші опори;

3) ускладнений тип

Відрізняється тим, що додатково вводяться другорядні балки (ДБ), які розміщуються між балками настилу і головними балками. Другорядні балки виконують прокатними.

Навантаження передається найбільш складно: з настилу на балки настилу, далі на другорядні балки, на головні балки і на колони.

Крок другорядних балок а₁= 2…5 м і приймається кратним прольоту головних балок. Відповідно крок балок настилу повинен бути кратним прольоту другорядних балок.

Балки настилу в нормальній та ускладненій клітках можуть проектуватися нерозрізними. В деяких випадках балки обох напрямків проектують нерозрізними. Балочні клітки з нерозрізними балками обох напрямків називають системою перехресних балок.

За схемою компоновки балочної клітки по вертикалі розрізняють три типи сполучення балок між собою:

1)
поверхове сполучення;

h₀ – будівельна висота.

Балки настилу вкладаються зверху на головні (або другорядні) балки.

Переваги: простота і зручність монтажу.

Недолік: сполучення вимагає найбільшої будівельної висоти;

2) сполучення в одному рівні.

Верхні кромки головних балок і балок настилу розміщуються в одному рівні, а на них одночасно опирається настил.

Перевага – зменшується будівельна висота.

Недолік – ускладнюється конструкція опирання балок настилу;

3) знижене сполучення.

Використовується в балочних клітках ускладненого типу.

Другорядні балки примикають до головних балок нижче рівня верхнього поясу. На них поверхово вкладаються балки настилу.

Переваги: сполучення дозволяє отримати найменшу будівельну висоту і одночасно найбільшу висоту головної балки при заданій будівельній висоті перекриття.

Недолік: найбільш складне сполучення в монтажному розумінні.

При вільному плануванні балочної клітки, тобто коли відстань між проміжними колонами заздалегідь невідома, прольоти балок визначаються з двох умов:

1) з умови економічності, при якій виходять з того, щоб вартість балочної клітки і підтримуючих її опор була найменшою;

2) з умови повного використання несучої здатності балок. В цьому випадку задаються найбільш зручним розміром перерізу балки (наприклад, найбільш розповсюдженим номером прокатного двотавра) і, виходячи з діючого на неї навантаження, визначають відстань між балками або проліт, при якому несуча здатність цієї балки може бути повністю використана.