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 (рис. 1).
Рис. 1. Опорные крепления прогонов
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.
Рис. 2. Стыки пролетов: а — внахлестку в многопролетном прогоне; б — внахлест в двух-пролетном прогоне; в — вариант устройства неразрезных прогонов с помощью соединительной накладки.
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 (рис. 3, а). 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.
Рис. 3. Решение прогонов в плоскости склона: а — с образованием связевых ферм; б — без образования связевых ферм для симметричных двускатных покрытий;в — только тяжами
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 (рис. 3, б).
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 (рис. 3, в)
— 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, (рис. 4.а). 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 (рис. 4. б).
Рис. 4. Крепление к прогонам элементов распорок.
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 q x = q cos α действует в плоскости наибольшей жесткости прогона, а меньшая — q y = q sin α 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;
J xn и J уn — соответственно моменты инерции сечения нетто относительно главных осей х-х и у — у.
Изгибающий момент М х определяется в плоскости наибольшей жесткости пролетного строения от воздействия нагрузки q x как в разрезной или неразрезной балке в зависимости от схемы расположения прогонов.
В плоскости наименьшей жесткости от действия скатной составляющей нагрузки Q у возникает изгибающий момент М у . При этом прогон рассматривается как неразрезная балка с количеством промежуточных опор, равным количеству распорок в пролете.
Рис. 5. Расчетная схема прогона
Стропильные фермы служат для поддержания конструкций кровли и восприятия действующих на них нагрузок. Конструкции кровли вместе со стропильными фермами и связями образуют кровельное покрытие. Основное назначение кровельного покрытия заключается в защите помещения от атмосферных воздействий (снега, дождя, холода и т. п.). Стропильные фермы большей частью опираются на стальные или железобетонные колонны.
В промышленных сооружениях различают теплые и холодные кровли.
Теплые кровли состоят из несущих плит, утеплителя, асфальтовой стяжки и водоизоляционного ковра из рулонного материала — рубероида.
Различают два типа покрытия — с прогонами и беспрогонное. В первом типе покрытия в качестве несущих плит могут применяться стандартные сборные железобетонные плиты, армопенобетонные и армопеносиликатные плиты (совмещающие функции несущего элемента и утеплителя) и др.
Эти плиты укладываются на прогоны, которые опираются на стропильные фермы в узлах, передавая на них нагрузку. Наиболее распространенная длина плиты, определяющая панель фермы, равна 3 м.
Второй тип покрытия (беспрогонное), более распространенный, состоит из крупнопанельных железобетонных плит длиной 6 м, опирающихся непосредственно на верхние пояса стропильных ферм.
Плиты прикрепляются к поясу ферм путем приварки к нему уголков (коротышей), которые забетонированы в плиту. На крупнопанельные плиты также укладываются утеплитель (если они не выполняют одновременно и теплоизоляционных функций), стяжка и рубероидный ковер.
Холодные кровли применяются в горячих цехах и в холодных зданиях. Они осуществляются из волнистых асбестоцементных листов или, в отдельных случаях, из волнистой стали по прогонам. Наряду с этим холодные кровли можно устраивать по типу теплых с применением железобетонных плит, но без утеплителя.
Для обеспечения стока воды крыше придают уклон, который в основном зависит от материала кровли. Обычно уклоны кровли назначаются:
|
|
|
|
|
|
|
|
Уклон кровли, как правило, создают путем устройства наклонного верхнего пояса стропильных ферм.
Различают двускатные и односкатные кровли.
Прогоны бывают стальные (сплошные прокатные или решетчатые) и железобетонные. Прокатные прогоны из швеллеров или двутавров тяжелее решетчатых, но значительно проще и дешевле в производстве, чем и объясняется их преимущественное применение. Прокатные прогоны устанавливаются на наклонный верхний пояс ферм; будучи расположены под углом к плоскости действия усилия, они подвергаются косому изгибу.
Расчет прогонов производится на нагрузку от веса кровли и снега.
Эту нагрузку раскладывают на составляющие по главным осям сечения прогона:
q x — нормально к скату, q y — вдоль ската (скатная составляющая); эти составляющие изгибают прогон в двух плоскостях.
Максимальные расчетные моменты соответственно равны:
Очевидно, что в крайних двух точках сечения прогона напряжения от одновременного действия М х и М у будут суммироваться. При этом суммарное напряжение не должно превышать расчетного сопротивления, умноженного на коэффициент условий работы:
Необходимо стремиться к тому, чтобы напряжение σ у было значительно меньше напряжения σ х, поскольку балочные профили имеют хорошо развитый момент инерции относительно оси х — х и сравнительно малый момент инерции относительно оси у — у.
Для уменьшения напряжения о от скатной составляющей прогоны обычно раскрепляют гяжами, поставленными в середине пролета в плоскости кровли и тем самым вдвое уменьшают значение l у. Тяжи облегчают выравнивание на монтаже линии прогонов, улучшая условия укладки железобетонных плит.
При косом изгибе учет развития пластических деформаций разрешается только для слагающей нагрузки, действующей в плоскости наибольшей жесткости, т. е. в плоскости наибольшего момента инерции.
Таким образом, рабочая формула для проверки напряжения в прокатном прогоне имеет вид
Кроме того, необходима также проверка прогиба прогона в плоскости его наибольшей жесткости.
Прикрепление прокатных прогонов к фермам осуществляется на черных болтах: швеллерных прогонов — при помощи уголковых коротышей, приваренных к поясу ферм или, как и двутавровых прогонов, — при помощи планок, привариваемых к прогонам снизу и прикрепляемых болтами непосредственно к верхнему поясу ферм.
Двутавровые прогоны могут также прикрепляться при помощи уголковых коротышей.
Решетчатые прогоны применяются с решеткой из круглой стали (прутковые прогоны). Прутковые прогоны можно устанавливать вертикально и наклонно, т. е. перпендикулярно поясу ферм (при уклонах кровли до 1:7).
Во всех случаях, а особенно при наклонном положении прогонов, необходимо раскреплять их связями в боковом направлении (как верхний, так и нижний пояс); связи могут быть из проволоки d = 6 мм.
Применение решетчатых прогонов особенно целесообразно при пролетах более 6 м.
На стропильных фермах часто располагают фонари, т. е конструкции, предназначенные для освещения помещений верхним светом и для естественной вентиляции (аэрации). Фонари для целей освещения делают в том случае, когда световой площади окон в стенах недостаточно 1 .
Фонари могут быть расположены вдоль здания (продольные фонари) и поперек здания (поперечные фонари). К конструкциям фонаря подвешиваются металлические оконные переплеты или жалюзи. Вся нагрузка от покрытия, состоящая из постоянной нагрузки и снега, передается на стропильные фермы либо через прогоны и фонари, либо непосредственно через крупнопанельные железобетонные плиты, причем предполагается, что нагрузки действуют строго в плоскости ферм.
В действительности этого нет, нагрузка прикладывается с некоторым эксцентриситетом, вызванным конструктивной необходимостью. Это обстоятельство, а также необходимость предотвращения продольного изгиба верхнего сжатого пояса ферм требуют устройства связей, не лежащих в плоскости фермы.
Связи устраивают:
горизонтальные — в плоскости верхнего пояса, вертикальные — между фермами, располагая их по концам здания (или температурного блока); при этом образуются жесткие панели.
Промежуточные фермы присоединяются к жестким панелям прогонами или распорками. Вопрос об устройстве связей в промышленных зданиях рассмотрен в разделе .
1 Строительные нормы и правила (СНиП), II-B.4 и II-B.5.
«Проектирование стальных конструкций»,
К.К.Муханов
Прогоны применяются для строительства зданий и сооружений гражданского и промышленного назначения из металлических каркасов. В металлокаркасе здания прогон служит для крепления ограждающих конструкций, кровельных и стеновых конструкций к каркасу. Он является усиливающей подстропильной конструкцией, которая дополнительно воспринимает на себя климатические (ветровые и снеговые) нагрузки. Прогоны равномерно распределяют нагрузки с кровли на несущие и стропильные конструкции здания (стены, колонны, фермы, рамы).
Металлический прогон представляет собой горизонтально расположенную балку, являющуюся элементом системы связей каркаса. Конструкция прогона зависит от размера крыши, от ее формы, климатических нагрузок района эксплуатации. В случае большого размера крыши конструкция прогона усиливается системой подбалок и подкосов, за счет которых достигается высокая устойчивость и жесткость системы в продольном направлении.
Для изготовления прогонов применяется прокатная сталь различных профилей после выполнения определенных расчетов, основанных на информации о собственном весе балок, массе кровли, силовой нагрузки ветра и снега и др.
Кроме того, прогоны часто применяются для прокладки инженерных сетей, имея большую высоту на опорах и в пролете.
Монтаж металлических прогонов осуществляется в узлах на верхнем поясе стропильных ферм при помощи коротышей из уголков, планок или гнутых листов стали. Листовые прокладки уменьшают перепад между смежными прогонами. Крепление прогонов к каркасу здания производится в зависимости от технических требований к конструкции сваркой или болтами.
Саратовский резервуарный завод изготавливает прогоны двух типов: сплошные и решетчатые (сквозные). Сплошные прогоны производятся из прокатных швеллеров гнутых профилей Z и С- образного сечения или двутавров. Решетчатые прогоны изготавливаются из любых типов профилей. Верхняя часть решетчатого прогона представляет собой горизонтальный пояс, а нижняя часть — ломаный или треугольный пояс из швеллеров или уголков. Прогоны решетчатого сечения тяжелее сплошных, поэтому их целесообразно использовать в каркасах при шаге стропильных ферм более 6 м.
Сплошные стальные прогоны бывают также двух видов: разрезные и неразрезные. Разрезные сплошные прогоны применяются чаще, так как они проще в монтаже и равномерно распределяют нагрузку на фермы.
Неразрезные сплошные прогоны традиционно используют при устройстве скатных крыш, в системе которых создается дополнительная нагрузка, перпендикулярная скату. Для увеличения жесткости в таких кровельных конструкциях прогоны раскрепляются стальными тяжами для уменьшения количества пролетов. При шаге фермы 6 м тяжи устанавливают в один ряд между всеми прогонами. При большем шаге фермы или в крутых кровлях тяжи устанавливают в два ряда.
Металлические прогоны решетчатого сечения имеют усиленную конструкцию, за счет чего они работают на сжатие с изгибом и воспринимают продольные нагрузки одновременно. Но при этом следует отметить, что они имеют один недостаток: так как они состоят из нескольких частей, их монтаж требует большие трудо- и энергозатраты. В связи с этим самым оптимальным вариантом исполнения решетчатых прогонов является трехпанельный прогон, состоящий из верхнего пояса (в виде двух швеллерных балок), решетки (в виде одиночного гнутого швеллера) и раскосы.
В зависимости от конструкции кровельной крыши выделяют три типа прогонов:
коньковой прогон
боковой прогон
мауэрлат
Коньковый прогон служит для опирания на него конька крыши (верхней части крыши). Дополнительная поддержка стропил осуществляется при помощи боковых прогонов, которые монтируют между коньком крыши и ее основанием. У основания стропил по верхнему периметру стены устанавливают мауэрлат.
1. стропило, 2. балка, 3. мауэрлат, 4. коньковый брус, 5. прогон, 6. подкос, 7. затяжка, 8. подпорка
Антикоррозионная обработка прогонов увеличивают срок службы каркаса зданий. При изготовлении прогонов сталь подвергают горячей оцинковке или наносят высокодисперсные металлические порошки, что по-другому называется методом холодного цинкования.
Так как прогоны являются элементами как внешней, так и внутренней стороны каркаса здания, к ним предъявляются особые требования безопасности.
Саратовский резервуарный завод изготавливает металлоконструкции прогонов различной конструкции в зависимости от сейсмический характеристик здания, степени атмосферных и других нагрузок. Производство прогонов осуществляется на основании расчетов и чертежей.
Для расчета стоимости изготовления стальных прогонов зданий и сооружений, Вы можете:
Специалисты Завода предлагают комплексные услуги:
Покрытие здания состоит из кровли (ограждающих конструкций), несущих элементов (прогонов, стропильных ферм), на которые опирается кровля, и связей по покрытию. Кроме того, для освещения помещений верхним светом и их естественной вентиляции в системе покрытия многопролетных зданий устраивают фонари, опирающиеся на фермы. В зависимости от назначения помещений кровли могут быть теплыми или холодными. По конструкции различают покрытия с прогонами и без них.
Покрытие с прогонами состоит из стальных прогонов, устанавливаемых в узлы стропильных ферм, по которым укладывают для холодных кровель асбестоцементные волнистые листы, для теплых кровель - оцинкованный стальной профилированный настил (рис. ниже). Отечественная промышленность выпускает настилы высотой 40,60 и 80 мм из листов толщиной 0,8-1 мм. Размер поперечного сечения профилированных настилов (рис. ниже) зависит от нагрузки на покрытие, ширина составляет 680-845 мм, длина до 12 м. Заводы могут выпускать настил неограниченной длины, но по условиям транспортировки и удобства монтажа длина ограничивается.
Профилированный настил укладывают по прогонам, расположенным обычно в узлах стропильной фермы через 3 м. Листы настила крепят к прогонам самонарезающими болтами диаметром 6 мм, между собой листы соединяют вдоль длинной стороны специальными комбинированными заклепками диаметром 5 мм (рис. ниже).
Оба вида соединений позволяют производить крепежные работы, находясь с одной стороны настила. Расход стали на 1 м 2 покрытия 10-16 кг (только от настила).
Основное достоинство профилированного стального настила - малая собственная масса кровли. Это достигается в сочетании с применением эффективного легкого утеплителя (фенольный пенопласт, пенополиуретан, пенополистирол), имеющего плотность до 50 кг/м 3 . На рис. ниже показан узел кровельного покрытия с профилированным настилом.
1 - профилированный настил; 2 - пароизоляция; 3 - утеплитель;
4 - гидроизоляционный ковер; 5 - комбинированные заклепки;
6 - самонарсзающися болты
Беспрогонную теплую кровлю выполняют, как правило, из крупнопанельных железобетонных плит, непосредственно укладываемых на верхние пояса стропильных ферм.
Размер таких плит 3x6 или 3x12 м (редко 1,5x6 или 1,5x12 м). Он зависит от расстояния между фермами (шага ферм). Плиты имеют закладные детали, которые привариваются к поясам ферм. По железобетонным плитам укладывают пароизоляцию, утеплитель, выравнивающую асфальтовую стяжку и гидроизоляционный ковер из нескольких слоев рубероида на битумной мастике. Основной недостаток покрытия из крупнопанельных железобетонных плит - большая нагрузка от собственного веса (до 2,5 кПа), увеличивающая общий расход металла на несущие конструкции здания.
При укладке железобетонных плит на поясные уголки стропильных ферм эти уголки при их малой толщине усиливают накладками t = 12 мм. Это необходимо делать, если толщина поясных уголков менее 10 мм при шаге ферм 6 м и менее 14 мм при шаге ферм 12 м. Для стока воды кровле придают уклон, который зависит от материала кровли. Для рулонных материалов этот уклон равен 1/8-1/12 при условии защиты рулонной кровли слоем из битумной мастики с втопленным гравием уклон может быть равен 1,5% (практически плоская кровля). Холодные кровли из металлических листов обычно имеют уклоц 1/5, а из асбестоцементных листов 1/3,5.
Прогоны кровли бывают сплошные (прокатные и холодногнутые) или решетчатые. Прокатные прогоны из швеллеров или двутавров тяжелее решетчатых, но значительно проше и дешевле в производстве, чем и объясняется их преимущественное применение. Наиболее распространенные прогоны при шаге ферм 6 м выполняют из швеллеров, которые просто крепятся к поясам ферм (рис. ниже). Они же лучше, чем двутавры, работают при косом изгибе.
Недостаток швеллерного прогона - более узкая полка, чем у двутавра того же номера или той же несущей способности. Прогоны, расположенные на наклонном верхнем поясе, от действия вертикальных нагрузок подвержены косому изгибу. Расчет их производят на нагрузку от веса кровли и снега. Эту нагрузку q раскладывают на составляющие по главным осям сечения прогона: q x = qcosa - перпендикулярно скату; q y =qsina вдоль ската (рис. ниже). Из-за малой жесткости прогона относительно оси y-y, даже небольшой изгибающий момент вдоль ската М у вызывает в нем большие напряжения и создает необходимость в значительном увеличении сечения прогона. Для уменьшения неблагоприятного влияния скатных составляющих (нагрузки q y) между прогонами в плоскости ската ставят тяжи (рис. ниже).
При крутых скатах кровли или при тяжелых нагрузках, а также при шаге ферм 12 м обычно ставят два тяжа, а при пологих скатах и шаге ферм 6 м - один. Постановка тяжей превращает прогон в плоскости ската из однопролетной балки в двух- или трехпролетную неразрезную, что значительно уменьшает изгибающий момент М у от скатных составляющих q y . В вертикальной плоскости прогон работает как однопролетная балка.
Таким образом, расчетные изгибающие моменты в прогоне могут быть определены из следующих формул (рис. ниже):
при одном тяже:
M x = q x l 2 /8; M y = q y l 2 /32;
при двух тяжах (в теоретически опасном сечении прогона, совпадающем с местом примыкания тяжей):
M x = q x l 2 /9; M y = q y l 2 /90;
где l пролет пpогона (равен шагу ферм).
Тяжи принимают из круглой стали конструктивно диаметром 18 - 22 мм.
Прогиб прогонов проверяют только в плоскости его наибольшей жесткости (относительно оси х-х), он не должен превышать 1/200 пролета.
а - общий вид; б - схема действия нагрузки; в - расчетные схемы
Прокатные прогоны прикрепляют к фермам на болтах нормальной точности с помощью уголковых коротышей, приваренных к поясу ферм (см. рис. выше).
В конструкциях покрытий наибольшее распространение получили два конструктивных решения: с применением продольных прогонов и без них. В первом случае по стропильным фермам укладывают с шагом 1,5 или 3 м легкие несущие элементы – прогоны, на которые опираются мелкоразмерные кровельные плиты (рис.1); во втором – непосредственно на фермы кладут крупноразмерные плиты или панели, совмещающие функции прогонов и плит (рис.2).
Наиболее простыми прогонами являются балки из прокатных швеллеров или двутавров (при шаге стропильных ферм 6 м). Прогоны устанавливают на верхний пояс фермы в ее узлах.
Для покрытий по прогонам неотапливаемых зданий применяют мелкоразмерные железобетонные плиты с асфальтовой стяжкой (выравнивающим слоем) и рубероидным ковром (рис.3, а), волнистые асбестоцементные листы усиленного профиля, волнистые листы из стали или алюминиевых сплавов (рис.3, б), а также плоские стальные листы толщиной 3-4 мм (рис.3, в).
Рис. 3 Кровля по прогонам
Для теплых кровель в качестве кровельных элементов, укладываемых по прогонам, широко применяют стальной профилированный настил, армоцементные и асбестоцементные плиты.
Стальной профилированный настил (рис.4, а) изготавливают из оцинкованной стали толщиной ∂=0,8; 0,9 и 1 мм, шириной В=680, 711 и 782 мм, высотой профиля h=40, 60 и 80 мм и длиной до 12 м.
Профилированные листы укладывают по прогонам, расположенным обычно через 3 м по разрезной или неразрезной схеме. Листы крепят к прогонам самонарезающими болтами (рис.4, б) диаметром 6 мм. Между собой листы соединяют вдоль длинной стороны комбинированными заклепками d=5 мм (рис.4, в), устанавливаемыми через 300 мм и позволяющими вести клепку с одной стороны настила (рис.4, г).
Вес профилированного листа составляет 0,1 – 0,15 кН/м².
Рис. 4 Теплая кровля со стальным профилированным настилом
а – профилированный настил; б – самонарезающий болт; в –комбинированная заклепка; г – угол кровельного покрытия
Сплошные прогоны, расположенные на скате кровли, работают на изгиб в двух плоскостях. Вертикальная нагрузка q может быть разложена на qᵪ , действующую в плоскости большей жесткости прогона, и скатную составляющую qᵧ (рис.5, а). Хотя при небольших уклонах скатная составляющая невелика, вследствие малой жесткости прогона относительно оси y-yнапряжения у нее получаются большими. Чтобы уменьшить изгибающий моменты от скатной составляющей, прогоны раскрепляют тяжами из круглой стали диаметром 18-22 мм (рис.5, б), уменьшающими расчетный пролет прогона в плоскости ската. Тяжи ставят между всеми прогонами, за исключением конькового. В панелях у конька тяжи идут наклонно и крепятся к стропильной ферме или к коньковому прогону вблизи опор.
Составляющие нагрузки на прогон qᵪ и qᵧ в зависимости от угла наклона ската кровлиа определяются: qᵪ=qcosaи qᵧ=qsina
Значения изгибающих моментов в плоскости меньшей жесткости прогона зависят от числа тяжей (рис.5, в). При шаге ферм 6 м обычно ставят один тяж, при шаге 12 м или крутом скате лучше поставить два.
При установке одного тяжа изгибающий момент в плоскости ската находится как опорный момент в двухпролетной неразрезной балке (в том же сечении, где Мᵪ максимален). Значения изгибающих моментов при установке одного и двух тяжей даны на рис. 5, в.
Рис. 5 Расчет прогонов
а – схема действия нагрузки; б –развязка прогона в плоскости ската тяжами; в – определение расчетных усилий в прогоне
Наибольшие напряжения в прогоне от совместного действия изгиба в двух плоскостях:
Прочность прогонов проверяют по формуле с учетом пластических деформаций:
Если кровельный настил крепится к прогонам жестко и образует сплошное полотнище (например, плоский стальной лист приварен к прогонам; стальной профилированный настил прикреплен к прогонам самонарезающими болтами, а листы настила соединены между собой заклепками), то скатная составляющая будет восприниматься самим полотнищем кровли. В этом случае необходимость в тяжах отпадает и прогоны можно рассчитывать только на нагрузку qᵪ. Общую устойчивость прогонов не проверяют, так как устойчивость их обеспечена опирающимися на них по всей длине кровельными плитами или настилом.
Прогиб прогонов проверяют только в плоскости его большей жесткости. Он не должен превышать 1/200 пролета (от нормальной нагрузки). Прогоны крепят к поясам ферм при помощи коротышей из уголков, планок, гнутых элементов из листовой стали. Отдельные варианты узлов крепления прогонов показаны на рис.3.
При шаге ферм 12 м применение сплошных прогонов увеличивает расход стали на 1 м² покрытия и тогда применяют сквозные прогоны. Сквозные прогоны рассчитывают как фермы с соответствующей системой решетки и неразрезным верхним поясом. Верхний пояс прогонов работает на сжатие с изгибом (в одной плоскости, если отсутствует скатная составляющая нагрузки, или в двух плоскостях), остальные элементы испытывают продольные усилия.
Для беспрогонного покрытия широкое распространение получили различного вида крупнопанельные унифицированные железобетонные плиты шириной 1,5 и 3 м и длиной 6 и 12 м. Высота плит при пролете 6 м равна 300 мм, при пролете 12 м – 450 мм. Недостатком крупнопанельных железобетонных плит является их большой собственный вес (1,2 – 2,4 кН/м²), что приводит к утяжелению несущих конструкций здания (ферм, колонн, фундамента).
Стремление облегчить теплую крупнопанельную кровлю приводит к поиску других конструктивных решений панелей с применением гнутых профилей, профилированного настила, алюминия, легких утеплителей.
Для холодных кровель крупноразмерные панели применяются чаще, так как конструкция их получается достаточно простой.
Схемы стропильных ферм, применяемые в покрытиях зданий, могут быть достаточно разнообразными. В зависимости от конструкции кровли назначается ее уклон. При применении для кровли волнистых асбестоцементных, стальных или алюминиевых листов, чтобы предотвратить протекание воды между швами листов, ее уклон должен быть не менее ⅟₇ для металлических кровель и ¼ для асбестоцементных. В случае рулонных или стальных кровель (δ = 3-4 мм) с заваренными швами уклон может быть меньше ⅛ - ⅟₁₂ . Широкое применение находят кровли с уклоном 1,5 %, которые обычно проектируют с рулонным покрытием и защитой тонким слоем мелкозернистого гравия на битумных мастиках.
Тип решетки ферм определяется конструкцией покрытия, а также наличием нагрузок, приложенных к нижнему поясу (подвесные потолки, коммуникации, подвесной транспорт и т.д.). Обычно размер панели фермы кратен 3 м. При выборе схемы стропильных ферм учитывают также архитектурные соображения.
Рис. 6 Схемы стропильных ферм
а – двускатные; б – односкатные
