3. Технико-экономическое обоснование балочной клетки

Расстановка колонн и главных балок устанавливается заданием. Поэтому основными факторами, определяющими экономичность вариантов, является компоновочная схема и расстояния между вспомогательными балками и балками настила.

3.1. Выбор компоновочной схемы балочной клетки

Различают три вида балочных клеток: упрощенный, нормальный и усложненный. При выполнении курсовой работы необходимо сравнить нормальный (рис.2) и усложненный (рис.3) варианты балочных клеток.

При стальном настиле шаг балок настила назначается в пределах 0,6-1,6 м. При железобетонном настиле - 1,5-3 м, шаг вспомогательных - 2-5 м. Эти величины должны быть увязаны с пролетами поддерживающих балок.

Рис. 2. Балочная клетка нормального типа

Рис. 3. Балочная клетка усложненного типа

4. Расчет настила

Выбор материала настила (сталь или железобетон) определяется по заданию. Расчетный пролет стального настила или монолитной железобетонной плиты равен «расстоянию в свету» между балками настила.

В курсовой работе железобетонный настил не рассчитывают, а его толщину и максимальный расчетный пролет определяют в зависимости от величины временной нормативной нагрузки по таблице 2.

Таблица 2

Толщина и пролет железобетонной плиты

Расчетный пролет	Толщина плиты (см) при временной нормативной нагрузке, кПа (кН/м2)
плиты, м	15	20	25	30	>30
1	2	3	4	5	6
 1.5	8	8
 2.0	10	10	12	12	14
 2.5		12		14	16
 3.0	12	14	14	16	18

При этом для снижения суммарной стоимости настила и поддерживающих его балок толщину плиты целесообразно принимать минимальной.

Толщину стального настила принимают исходя из нормативной величины временной нагрузки и в соответствии с сортаментом:

при р^н  10 кПа (кН/м²) - t = 6 мм

р^н  20 кПа (кН/м²) - t = 8 ÷ 10 мм

р^н > 20 кПа (кН/м²) - t = 12 ÷ 14 мм

При этом для снижения суммарного расхода стали на настил и поддерживающие его балки целесообразно принять толщину настила минимальной.

Максимальный пролет стального настила, определенный из условия равенства фактического прогиба настила предельному значению:

, (4.1)

где n₀ = 150 - величина обратная предельному относительному прогибу настила;

E₁ = 2.26 10 ⁸ кПа - цилиндрическая изгибная жесткость стального настила;

р^н - временная нормативная нагрузка (кПа) (берется по заданию);

t - толщина стального настила (в метрах).

Кроме формулы (4.1) пролет настила может быть определен по графику ([2] с. 187, рис. 7.7; [3] с. 464, рис. 8.7).