Прогоны предназначены для восприятия нагрузок от кровли и передачи их на конструкции, которые расположены ниже – стропильные фермы, ригели поперечных рам каркаса и тому подобное. К прогонам закрепляют несущие элементы кровли, среди которых наиболее распространены стальные профилированные листы. Именно несущая способность последних диктует шаг прогонов, который, как правило, не превышает размеры панелей верхнего пояса стропильных ферм.
Прогоны работают как балки по разрезной или неразрезной схеме. Их рассчитывают на действие постоянных (собственный вес всех элементов кровли) и временных (атмосферные воздействия, технологическое оборудование) нагрузок. Совместное действие этих нагрузок относится к основному сочетанию и расчет ведется с учетом соответствующих коэффициентов, установленных нормами проектирования. При наличии ветрового отсоса (Отрицательного давления ветра) необходимо выполнить проверку на этот вид нагрузки. Прогоны, закрепляемые к узлам поперечной связевой фермы покрытия , одновременно играют роль связевых распорок, воспринимая продольные усилия, возникающие от действия горизонтальных нагрузок, приложенных вдоль здания.
Жесткость прогонов проверяется на действие нормативных нагрузок. Относительный расчетный прогиб ограничивается предельным значением 1/250.
Как правило, пролет прогонов не превышает 12 м. Тип и форма прогонов избирается по экономическим соображениями, связанными с технологическими возможностями изготовления, наличием и стоимостью исходных материалов, трудоемкости изготовления, типом ограждающих конструкций и тому подобное.
По форме прогоны бывают сплошными (с холодногнутых или горячекатаных профилей) и сквозными. Читайте также:
Основными типами сечений прогонов из горячекатаныхпрофилей является швеллеры по ГОСТ 8240 и двутавры по ГОСТ 8239.
Для изготовления прогонов из гнутых профилей используются гнутые швеллеры по ГОСТ 8278, С-образные равнополочные гнутые профили по ГОСТ 8282, и другие профили. Кроме того, представлен ряд холодногнутых профилей, которые поставляются, в основном, странами Европы, по европейским (EN 10204), немецкими (DIN 50049) и другими нормативными документами.
С целью повышения эффективности использования материала горячекатаных профилей могут быть применены прогоны с перфорированной стенкой. Для этого стенку прокатного двутавра или швеллера разрезают по зигзагообразной линии с регулярным шагом с последующей сваркой встык обоих половby по выступающим кромках.
В результате такой операции увеличивается высота профиля,материал концентрируется ближе к крайним волокнам, что повышает такие геометрические характеристики сечения как момент инерции и момент сопротивления. В результате при изменении высоты стенки в 1,5 раза, несущая способность перфорированного двутавра или швеллера на 30 — 50% превышает этот показатель для исходного профиля.
При достаточно больших пролетах (более 10 м) используют сквозные прогоны в виде легких ферм с сжато-изогнутым верхним поясом. Элементы таких прогонов выполняют из горячекатаных или гнутых профилей, а при небольших нагрузках из круглых или квадратных профилей.
Конструктивные решения прогонов пролетами 12 м, разработанные для различных типов профилей, наиболее рациональной конструкцией надо признать треугольный прогон, что имеет минимальное количество элементов. Верхний пояс таких прогонов состоит из двух швеллеров (горячекатаных или гнутых), а элементы решетки изготавливаются из одиночных швеллеров. Узловые соединения не требуют дополнительных деталей, а выполняются непосредственно сваркой элементов. Для опирания крепления прогонов к верхним поясам стропильных ферм предусмотрены опорные планки, которые закрепляют болтами к фермам.
Сквозная конструкция пролетного строения с параллельными поясами является наиболее жесткой и может быть использована одновременно и как элемент связей по покрытию. Для обеспечения минимальных затрат стали, сечения элементов берут тонкостенные из замкнутого сечения. Верхний пояс для удобного опирания и крепления ограждающих конструкций имеет верхнюю плоскую грань шириной 100 — 120 мм. Кроме того, такая ширина обеспечивает необходимую во время монтажа жесткость прогона в его плоскости. Таким образом сечение верхнего пояса имеет трапециевидную форму, высота которой меняется в зависимости от типа нагрузки. Форма и размеры нижнего пояса зависят от действующих в нем сил. Элементы решетки проектируют из трубчатого или квадратного профиля. Толщину стенок всех профилей при надежной антикоррозионной защите берут 1,5 — 4 мм.
При небольших усилиях в элементах сквозных прогонов их можно изготавливать с поясами из горячекатаных уголков и решеткой из круглых или квадратных профилей. Верхний пояс имеет тавровое сечение из двух уголков, а нижний пояс запроектирован из одиночного уголка, повернутого на 45 ° по отношению к вертикальной оси. Стержень решетки изгибается таким образом, чтобы в местах соединения его с поясами создавались прямолинейные участки для наложения сварных швов. Опирание на верхний пояс стропильной фермы осуществляется с помощью коротыша из равнополочных уголков.
Раскрепление верхних поясов сквозных прогонов в плоскости склона выполняется аналогично сплошным прогонам. При необходимости раскрепление нижних поясов в направлении действия скатной составляющей, предусматривается система связей, которая состоит из распорок, растяжек или раскосов. Они закрепляются в узлах верхних поясов прогонов и расстояния между ними выбираются из условия предельной гибкостью верхнего пояса в горизонтальном направлении в процессе монтажа. Растяжки по нижним поясам располагаются с учетом предельного значения гибкости в том же направлении — 400. Для геометрической неизменности в вертикальной системе в одном из шагов прогонов предполагается постановка раскосов
Аналогичного эффекта можно достичь постановкой раскосов между верхними и нижними поясами смежных пролетов. И в этом случае размещение раскосов должно удовлетворять требованиям по предельным значениям гибкости поясов в горизонтальном направлении.
Сквозные прогоны могут быть использованы как связи между стропильными фермами в виде распорок или вертикальных связей.
Расчет сквозных прогонов выполняется аналогично расчету ферм, причем нагрузка от кровли и снега (ветра) прикладывается к верхнего пояса как равномерно-распределенная, что вызывает местные изгибающие моменты в поясе. В виде сосредоточенных сил могут быть приложены нагрузки от технологического оборудования, ремонтников и т.д., что предусмотрено техническим заданием на проектирование.
Прогоны в покрытиях с наклонным или плоским кровельным настилом размещают с шагом 3 м с опиранием в узлах стропильных ферм. В отдельных случаях, при наличии больших местных снежных отложений, в местах перепада профиля, выполняется покрытие с шагом прогонов 1,5 м, что требует постановки в фермах дополнительных шпренгелей. В фермах, где предусмотрена работа верхних поясов на внецентренное сжатие, прогоны размещают вне узлов фермы.Прогоны закрепляют к поясам ферм с помощью приваренных коротышей, планок, гнутых листов.
При наклонном размещении плоскости наибольшей жесткости прогона швеллеро-подобные профили надо ориентировать концами полок вверх по склону, так как такое расположение обеспечивает лучшие условия опирания и уменьшает крутящий момент прогона, который возникает вследствие внецентренного приложения нагрузки относительно центра изгиба сечения.
Сплошные прогоны, используемых в скатных покрытиях,воспринимают нагрузки в перпендикулярном и параллельном направлении склона. Вследствие малой жесткости сечения в направлении скатной составляющей, прогоны раскрепляют в этом случае тяжами, которые уменьшают расчетные пролеты прогонов в плоскости склона.
Тяжи размещают между всеми пролетами в один ряд (по середине)при шаге ферм покрытия 6 м и в два ряда (через равные расстояния) прибольшем шаге или при крутых склонах. В общем случае количество рядов тяготел регулируется расчетом в зависимости от скатной составляющей нагрузки и несущей способности профиля в направлении его наименьшей жесткости. При этом моменты от скатной составляющей определяются как в неразрезной балке.
В панелях у гребня тяжи закрепляют или непосредственно в стропильных фермах, или в комбинированный прогон у его опор, а между крайним рядовым и коньковыми пролетами устанавливают жесткие распорки. Распорки могут быть использованы и вместо тяготел с креплением их к прогонам параллельно склону или под углом к нему.
Без распорок можно обойтись:
— При малой величине скатной составляющей, например, в совмещенных покрытиях, когда суммарная скатная составляющая воспринимается или всеми пролетами, работающие совместно, или одним с ним, как правило,карнизным, который в этом случае проектируют более жестким в плоскости склона;
— В симметричных двухскатных покрытиях, если проекции усилий в тягах, которыми соединены все прогоны, взаимно уравновешены в коньковых прогонах;
— В несимметричных двухскатных покрытиях, если боковая жесткость коньковых прогонов достаточное для восприятия усилия от скатной составляющей нагрузки.
Распорки конструируют из одиночных уголков, прямоугольных или круглых труб и крепят к прогонам болтами с помощью фасонок. Тяжи проектируют из круглой стали или тросов с устройствами для их натяжения и крепят непосредственно к стенкам прогонов гайками и размещают их в одной плоскости по возможности ближе к верхней полке прогона в границах верхней трети высоты сечения.
Прогоны, размещаемые в покрытиях с уклоном до 2%,работают как обычные балки, которые воспринимают вертикальные нагрузки. В наклонных покрытиях вертикальную нагрузка раскладывается на две составляющие — перпендикулярно и параллельно склона. Большая по величине составляющая qx = q cosα действует в плоскости наибольшей жесткости прогона, а меньшая — qy = q sinα выгибает прогон в плоскости его наименьшей жесткости. Таким образом,прогон находится в состоянии косого изгиба, проверка его прочности осуществляют по формуле:
где х и у — координаты наиболее напряженной точки сечения;
Jxn и Jуn — соответственно моменты инерции сечения нетто относительно главных осей х-х и у — у.
Изгибающий момент Мх определяется в плоскости наибольшей жесткости пролетного строения от воздействия нагрузки qx как в разрезной или неразрезной балке в зависимости от схемы расположения прогонов.
В плоскости наименьшей жесткости от действия скатной составляющей нагрузки Qу возникает изгибающий момент Му. При этом прогон рассматривается как неразрезная балка с количеством промежуточных опор, равным количеству распорок в пролете.
Написать комментарий
Комментарии ()