4.2. Прогоны
Прогоны несут равномерно распределенную нагрузку в холодных кровлях — от собственного веса кровельного ковра, настилов, прогона и от снеговой нагрузки; в теплых кровлях к перечисленным выше нагрузкам прибавляется вес утеплителя, наката, брусков для опирания наката и гидроизоляции.
В покрытиях по треугольным и полигональным фермам прогоны, как правило, ставятся только в узлах верхнего пояса. Установка внеузловых прогонов, облегчая работу настила (уменьшая его пролет), заставляет верхний пояс фермы работать на совместное сжатие и изгиб, что неизбежно ведет к резкому увеличению размеров его сечения и утяжелению фермы.
Следует помнить, что общий расход древесины на все прогоны почти не зависит от их шага.
В покрытиях рекомендуется применять многопролетные спаренные (неразрезные) или консольно-балочные прогоны. При применении однопролетных прогонов, работающих как свободнолежащая однопролетная балка, бывает очень большой перерасход древесины.
Верхние пояса ферм, на которые непосредственно опираются прогоны, расположены не горизонтально, а под некоторым углом к горизонту. Поэтому поперечное сечение прогона, если не принять соответствующих конструктивных мер, будет расположено под тем же углом к вертикальной плоскости, в которой действуют все нагрузки. В этом случае брусчатый или дощатый прогон будет испытывать косой изгиб (рис. 13), что вызовет резкое увеличение необходимых размеров поперечного сечения.
Рис. 13. Косой изгиб прогона
Чтобы избежать перерасхода древесины, применяют:
а) установку прогонов в вертикальной плоскости;
б) специальные конструктивные элементы, воспринимающие составляющие нагрузок, направленные вдоль ската кровли (скатные составляющие).
Установка прогонов в вертикальной плоскости дает возможность полно использовать древесину. Такая установка достигается в треугольных фермах, где угол наклона верхнего пояса велик (обычно tg α = 0,4 и α = 22º), при помощи специальных подкладок (рис. 14, а) и в полигональных фермах, где угол наклона верхнего пояса мал (обычно tg α = 0,1 и α = 6º), подрезкой верхнего пояса (рис. 14, б).
а) б)
Рис. 14. Установка прогонов в вертикальной плоскости: а — для треугольных ферм; б — для полигональных ферм
При наклонной установке прогонов для восприятия скатных составляющих используется настил кровли. В этом случае особое значение приобретает косой защитный настил, значительно увеличивающий жесткость кровли. Оба настила пришиваются гвоздями к прогонам, и все усилия, действующие вдоль ската, передаются на коньковый прогон, который выполняется парным (рис. 15) и специально рассчитывается или связывается с таким же прогоном с другой стороны конька.
Рис. 15. Соединение стропильных ног, препятствующее косому изгибу прогонов
Гвоздевой забой и коньковый прогон (или связи между ними) в этом случае должны быть специально рассчитаны.
В прогонах круглого или квадратного сечения косой изгиб не имеет места, ибо в таких сечениях все оси главные.
Прогоны рассчитываются по несущей способности и по деформациям. Расчет прогонов по несущей способности ведется по формуле:
,
где М — максимальный изгибающий момент;
WНТ — момент сопротивления сечения прогона, нетто;
Ru — расчетное сопротивление изгибу.
Расчет прогонов по деформациям состоит в определении относительного прогиба от нормативных нагрузок, который не должен превышать 1/22 пролета прогона.
При назначении размеров поперечного сечения прогонов следует руководствоваться сортаментом лесоматериалов.