Экономичным решением для составных балок является компоновка их сечения из элементов с разными марками стали. Часть стенки балки или даже вся стенка, работающая при изгибе на большей части с небольшими напряжениями, выполняется из менее прочной и более дешевой углеродистой стали, а пояса - из низколегированной.

Применяются и металлические предварительно-напряженные балки, в которых в результате внутреннего перераспределе-

Балки настала

Балки, настила

Бална. Главные

Главные балки

Вспомогательные балка

I I I i"

Верх , настила

Строительная Высота

Рис, VII,2. Типы балочных клеток

о - упрощенная; б - нормальная; в - усложненная

ния напряжений и применения напрягающих элементов из высокопрочной стали достигается существенная экономия металла.

Система несущих балок, образующих конструкцию перекрытий, рабочих площадок, проезжей части мостов и других консг-рукций, называется балочной клеткой. В зависимости от расчетной нагрузки и размеров в плане балочные клетки могут быть трех типов: упрощенные, нормальные и усложненные.

В упрошенной балочной клетке (рис. VU.2,a) нагрузка на перекрытие или площадку передается через настил на балки настила и с балок настила - на стены или другие несущие конструкции, ограничивающие площадку.

В нормальной балочной клетке (рис. VU.2,6) нагрузка с балок настила передается на главные балки, которые, в свою очередь, передают нагрузку на промежуточные опоры. В усложненной балочной клетке (рис. УИ.З, е) еще более многоступенчатая передача нагрузки: настил опирается на балки настила, балки настила - иа вспомогательные балки и вспомогательные балки - на главные.

Балки настила обычно проектируют из прокатных балок пролетом 5-7 м, что и определяет тип балочной клетки.

11.5

Размер от нижнего пояса главной балки до верха настила называется строительной высотой балочной клетки.

Сопряжение балок в клетке может быть этажным, в одном уровне и пониженным (рис. V1I.3). Наиболее просто этажное соединение, и его следует применять при достаточной строительной

Стальной настил

б) /Нелезоветонный нартал

Стальной настал

Балка настила

Рис. VII.3. Сопряжение балок

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

высоте (в некоторых случаях по технологическим условиям эта высота является ограниченной). Сопряжение в одном уровне и понижение - сложнее, но дает возможность при необходимости получить меньшую строительную высоту.

В качестве настила балочных клеток применяют стальные листы или сборные железобетонные плиты.

§ 23. ПЛОСКИЙ СТАЛЬНОЙ НАСТИЛ БАЛОЧНЫХ КЛЕТОК

Конструктивное решение плоских стальных настилов показано на рис. Vn.4, а. Настил приваривают к балкам или ребрам, его края не могут сближаться друг с другом и под нагрузкой в нем возникают напряжения от изгиба (как в балке) и растяжения (как в мембране, нити). Работа и соответственно расчет настила зависят от отношения его расчетного пролета к толщине 1/8 (рис. VH.4,6).

При отношении б<50 растягивающие напряжения незначительны и ими можно пренебречь; настил в этом случае рассчитывают только на изгиб. При отношении б>300, наоборот, можно пренебречь напряжениями от изгиба и рассчитывать настил только на растягивающие напряжения от распора И. При отношении 50< б<300 должны учитываться напряжения и от изгиба, и от растяжения. При очень больших нагрузках (обшивка глубинных гидротехнических затворов, рабочие площадки с очень тяжелой нагрузкой) применяю! жесткие настилы с отношением б<

<50. Гибкие настилы с отношением б>300 в строительных кснструкциях применяют редко. Наиболее широко распростра-

нешнастилы с отношением 50< б<300.

Напряжения в настиле зависят также от способа его опира-ния на балки настила: шарнирного (настил может поворачиваться на опорах, рис. VII.4, а) и защемленного (свободы поворота нет, рис. Vn.4,б). Настилы с отношением 6<50 могут быть как с ш-арнирным, так и с защемленным опирапием, в настилах

•п<Н1111111П

е) 9-

iiiiimiyimmi

> н

Рис. VI 1.4. К расчету настила

а - конструктивное решение; 6 и в - расчетные схемы шарннрно опертого и защемленного настилов

С отношением 50< 6<300 защемление трудно осуществить и практически они принимаются, как правило, шарнирно опертыми. Настилы с-отнои1ением 6>-300 имеют только шарнирное опирание.

При расчете настила необходимо удовлетворять условию его прочности, чтобы наибольшие напряжения в нем не превышали расчетного сопротивления R, а также условию жесткости, чтобы отношение наибольшего прогиба к пролету (относительный прогиб) / не превь1шало допустимого. Обычно отношение / при-!1имается в пределах от 1/150 до 1/200 в зависимости от технологических требований. Для тонких настилов f часто является определяющей толщину настила.

/. РАСЧЕТ НАСТИЛА ПРИ ОТНОШЕНИИ 1/8<50 (ИЗГИБ)

Шарнирное опирание. Рассмотрим изгиб пластинки шириной 1 см как изгиб шарнирно опертой балки. Возьмем нагрузку на 1 см настила q, кН/см. Нагрузка на 1 см полосы (условной балки) будет тоже q, кН/см. Момент в середине пролета полосы

где / - пролет пастила, см.

Наибольшее напряжение, кН/см

где б--толптина настила, см.

(VII. 1)