2.2. Прогоны

Прогоны воспринимают нагрузку от кровли (настила) и передают ее на стропильные конструкции.

Прогоны бывают:

• сплошного сечения (при шаге ферм до 6 м);

• решетчатого сечения (при шаге ферм более 6 м).

Прогоны сплошного сечения изготавливаются из прокатных швеллеров, реже из двутавров, из гнутых профилей швеллерного, С – образного и Z – образного сечения (рис.5)

Рис.5 Типы сечений прогонов.

а – прокатные; б – гнутые; в – составные (по коньку или в ендовых).

Гнутые прогоны могут применяться:

• при легкой кровле;

• при небольших снеговых нагрузках;

• при пролете прогона (шаге ферм) от 6 до 12 м.

Прогоны решетчатого сечения применяются при больших нагрузках и значительных пролетах. По типу они бывают:

• в виде перфорированного двутавра (сквозного двутавра) (рис.6).

Изготавливается из сплошного двутавра путем зигзагообразного раскроя стенки

• в виде фермы.

Прогоны сплошного сечения

а). Расчетная схема.

Расчетная схема сплошных прогонов это разрезная или неразрезная балка. При малоуклонной кровле (i = 1,5%) прогон работает, как обычная прокатная балка на вертикальную нагрузку, расчет и конструирование которой приведен в Методических рекомендациях /10/.

Рис.6 Перфорированный прогон

а – перфорированный прогон; б – схема раскроя стенки прокатного двутавра для перфорированного прогона.

При кровле с большим уклоном прогоны работают на изгиб в двух плоскостях (косой изгиб) (рис.7,а).

Для уменьшения изгибающего момента в прогоне относительно плоскости y-y прогоны раскрепляют тяжами из круглой стали диаметром 18 – 22 мм. (рис.7,б). Тяжи работающие в плоскости y-y для прогона, изменяют его расчетную схему и превращают его в неразрезную балку относительно плоскости y-y (рис.7,в). Тяжи устанавливаются между всеми прогонами кроме конькового. В коньке тяжи закрепляются к стропильной ферме или к коньковому прогону у опоры. В коньке устанавливаются спаренные прогоны, соединенные между собой.

б). Нагрузки.

Вертикальная нагрузка q на прогоне от кровли может быть разложена на q_х, действующую в плоскости х-х и q_y, действующую в плоскости y-y.

Рис.7 Прогон на скатной кровле

а – сечение прогона, расположенного на наклонной плоскости; б - раскрепление прогона тяжами в плоскости y-y; в – расчетные схемы прогона в плоскостях х-х и y-y ; 1 – верхний пояс фермы; 2 – прогоны; 3 – тяжи.

Вертикальная нагрузка на прогон

(1)

где q_кр – расчетная нагрузка от веса 1 м² кровли, кН/ м²,(табл.1); α – угол наклона кровли к горизонту; где s_o=(0,5÷2,5) кН/м² - нормативное давление снега на 1м² горизонтальной поверхности земли, принимается по п. 5.2/2/ в зависимости от района строительства; γ_f=(1,4÷1,6) коэффициент надежности по нагрузке принимается по п. 5.7/2/(В некоторых нормативных источниках приводятся расчетные значения снеговой нагрузки, в этом случае принимается расчетное значение вместо произведения = s_o γ_f); μ - коэффициент перехода от веса снегового покрова на уровне земли к снеговой нагрузке на покрытии, принимается по п.п.5.3-5.6/2/. Коэффициент μ рекомендуется применять для прогонов, расположенных в местах возможного увеличения снегового покрова (снеговые мешки); а – расстояние между прогонами, м; ρ_п = (0,02–0,04)q – собственный вес прогона, кН/м.

Нагрузки, действующие на прогон в плоскости х-х и y-y

и (2)

в). Статический расчет.

Статический расчет прогона производится по правилам строительной механики (рис.7) /8/. Необходимо построить эпюры моментов в плоскостях х-х, y-y и поперечных сил.

г). Подбор сечения.

Подбор сечения прогона производится по методике приведенной в Методических рекомендациях /8/. Одним из вариантов сечения прогонов может быть конструктивное решение, приведенное на рис. 8.

д). Проверки прочности и жесткости.

Проверка прочности прогона при изгибе в двух плоскостях в упругой стадии:

(38/1/) (3)

Рис.8 Примеры конструкций прогонов совмещенных с настилом

1 – лист; 2 – ребро; 3 – гнутый лист.

допускается учитывать развитие пластических деформаций по сечению, тогда:

(40/1/), (4)

где W_x , W_y – моменты сопротивления прогона относительно осей х-х и y-y; с_x =(1,19-1,04), с_y =1,47 – коэффициенты учитывающие развитие пластических деформаций по сечению (табл.66/1/); R_y – расчетное сопротивление стали прогона (табл.51/1/) в зависимости от ее марки. Прогон относится к третьей группе конструкций (табл.50/1/).

Прочность прогона допускается проверять только на нагрузку q_х в случае крепления кровельного настила к прогонам:

• жестко сварными швами;

• самонарезающими болтами и листы соединены между собой заклепками.

В этом случае скатная сила q_y воспринимается кровлей, тяжи устанавливать не требуется, общая устойчивость прогонов в плоскости y-y обеспечивается.

Проверка предельного прогиба производится от нормативной нагрузки q^н_х, действующей в плоскости х-х .

(5)

где f _x – прогиб прогона в плоскости х-х от действия нормативной нагрузки q^н_х, определяется по правилам строительной механики /10/; [f] =(l/150 – l/200)– предельно допустимый прогиб (табл.19/2/).

е). Крепление прогонов к верхним поясам ферм выполняется при помощи уголков коротышей, планок, гнутых элементов из листовой стали и т.п. (рис. 2; 3).