3.Настилы балочных клеток

Настилы балочных клеток, создающие рабочую поверхность, вы-

полняются из различных материалов. Применяются настилы из досок

и брусьев, сборных железобетонных плит и в виде монолитной желе-

зобетонной плиты. Стальные щитовые настилы, подкрепленные ребра-

ми жесткости, являются индустриальными и значительно сокращают

трудозатраты при монтаже. Однако при небольшом объеме индивиду-

ального строительства наибольшее распространение получили нас-

тилы из стальных листов толщиной 6 - 12 мм.

.

a

┌──┐ главные балки

│ │ │

а) ╒══╤══╤══╤╪═╤══╤══╤══╕ ─┬─

│ │ │ ││ │ │ │ │ │

│ │ │ ││ │ │ │ │ b│

├──┼──┼──┼┼─┼──┼──┼──┼──┼──── балки

│ │ │ ││ │ │ │ │ │ настила

│ │ │ ││ │ │ │ │ │

╘══╧══╧══╧╧═╧══╧══╧══╛ ─┴─

│ l │

├────────────────────┤

а_s

┌───────┐

│ │

б) ╒══════╤═══════╤══════╕ ──┬─

│ │ │ │ │

│───┬──│───────│──────┤ b│ вспомогательные

│ │ ├───────┼──────┼───┼── балки

│───┼──│───────│──────┤ │

│ │ │ │ │ │

╘═══╪══╧═══════╧══════╛ ──┴─

│ │ │

│ балки настила │

│ l │

└─────────────────────┘

Рис.2. Типы балочных клеток:

а) нормальный;

б) усложненный.

Такой настил при небольших нагрузках (p_n до 15 кН/м²)выполня-

ют из рифленой стали толщиной 6 или 8 мм - ромбической или чече-

вичной - в зависимости от рисунка на поверхности листа, который

образуется выступающими над поверхностью рифами, создающими ше-

роховатую поверхность (рис.3).

При необходимости в настиле большей толщины его выполняют

из толстолистовой стали с гладкой поверхностью, прокатываемой

толщиной 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 мм и более.

Класс стали для настила принимается как для конструкций 3

группы [3] , т.е. класс С235, имеющий наименьшую стоимость.

Масса квадратного метра рифленой стали приводится в таблице 1.

а) б)

┌───────────────────┐ ┌──────────────────┐

│ │ │ │

│ │ │ │

│ │ │ │

│ │ │ │

│ │ │ │

│ │ │ │

│ │ │ │

└───────────────────┘ └──────────────────┘

Рис.3. Виды рифленой стали:

а) ромбическая;

б) чечевичная.

Таблица 1

Масса 1 м² рифленой стали

┌──────────────────────────┬────────────────┬──────────────────┐

│ Вид стали по рисунку │ Ромбическая │ Чечевичная │

├──────────────────────────┼───────┬────────┼────────┬─────────┤

│ Толщина основания листа │t = 6мм│ t = 8мм│ t = 6мм│ t = 8мм │

├──────────────────────────┼───────┼────────┼────────┼─────────┤

│ Масса ( кг ) │ 50,1 │ 66,8 │ 50,1 │ 65,8 │

└──────────────────────────┴───────┴────────┴────────┴─────────┘

Массу толстолистовой стали с гладкой поверхностью можно

легко вычислить, зная массу 1 м² листа толщиной 10 мм - 78,5 кг.

Умножив эту величину на необходимую толщину листа (в см), мы по-

лучим массу его квадратного метра. Так, 1 м² листа толщиной 9

мм имеет массу равную: 78,5*0.9=70,65 кг/м², и т.д.

Толщину листа для балочной клетки, рабочая поверхность ко-

торой находится под равномерно-распределенной нагрузкой, обычно

задают в следующих пределах:

t = 6-7 мм при нагрузке p_n <= 10 кН/м²;

t = 8-10 мм при нагрузке 11 <= p_n <= 20 кН/м²;

t =10-12 мм при нагрузке 21 <= p_n <= 30 кН/м²;

t =12 или 14 мм при нагрузке p_n > 30 кН/м².

Настил при такой толщине и пролетах в 1 - 2 метра работает

на изгиб с растяжением, как шарнирно опертая пластинка, проч-

ность которой (I группа предельных состояний) всегда будет обес-

печена, и его надо рассчитывать только по деформациям.

Приближенное решение для отношения пролета настила l_d к его

толщине t_d [1] определяется по следующей формуле:

l_d/t_d = 4*n₀/15*(1+72E₁/(n₀⁴*p_n*γ_n)), ( 1 )

где n₀ - величина, обратная относительному прогибу настила

в зависимости от его пролета (n₀=l_d/f) и принимаемая по [2]-

таблица 2. Первоначально принимается равной 120-130, а затем

уточняется.

E₁=E/(1-ν²), ( 2 )

здесь E = 2,06*10⁵ (Н/мм²) - модуль упругости стали;

ν = 0,3 - коэффициент Пуассона для стали;

p_n- нормативная, равномерно-распределенная нагрузка

на 1м² поверхности балочной клетки;

γ_n =0,95 - коэффициент надежности по назначению для

конструкций производственных зданий

II уровня (Правила учета уровня ответс-

твенности зданий и сооружений при проек-

тировании конструкций [4]). 

Таблица 2

Значения предельной величины прогиба

для изгибаемых элементов

┌─────────────────────────────┬────────────────────────────────┐

│ │Относительные вертикальные пре- │

│ Пролет ( м ) │ дельные прогибы │

├─────────────────────────────┼────────────────────────────────┤

│ l<= 1 │ l/120 │

│ l = 3 │ l/150 │

│ l = 6 │ l/200 │

│ l = 24 (12) │ l/250 │

│ l>= 36 (24) │ l/300 │

└─────────────────────────────┴────────────────────────────────┘

Примечания: 1.Для промежуточных значений l предельные прогибы

следует определять линейной интерполяцией.

2.Цифры, указанные в скобках, следует принимать при

отметке низа несущих конструкций балочной клетки

до 6 м включительно.

Силу H, на действие которой проверяют сварные швы, прикреп-

ляющие настил к поддерживающей его конструкции, можно определять

по приближенной формуле:

H =  γ_f2π²/4*[f/l]²*E₁*t_d, ( 3 )

где [f/l] - предельное значение отношения прогиба настила к

его пролету;

t_d - толщина настила;

γ_f2 - коэффициент надежности по нагрузке ( зависит от

вида временной нагрузки, находящейся на поверх-

ности рабочей площадки. При отсутствии в задании

его значение можно принимать равным 1,2).

E₁ - как в формуле ( 2 ).

По этому усилию определяют катет сварных швов, которые вы-

полняются на монтаже вручную толстообмазанным электродом:

k_f = H/((βR_wγ_w)_min *γ_c), ( 4 )

здесь R_w - расчетное сопротивление сварного углового шва;

β и γ_w - коэффициенты, определяемые по [3];

γ_c = 1 - коэффициент условий работы;

(βR_wγ_w)_min - наименьшая величина из двух, определяе-

мых по границе сплавления или по металлу

сварного шва [3].

Окончательно катет сварного шва принимается не менее 4 мм с

учетом рекомендаций таблицы 38* [3].