мк экзамен / шпоры металлы / 44

44. Конструктивные решения покры-тия( с прогонами и без них). Прогоны кровлей, работа и их расчет. Система покрытия производственных зданий состоит из ограждающих конструкций, несущих элементов (прогонов, ферм, фо­нарей), на которые опирается кровля, и связей по покрытию, обеспечи­вающих пространственную неизменяемость, жесткость и устойчивость всего покрытия и его отдельных элементов.

Конструкция кровельного покрытия реша­ется с применением прогонов или без них. В первом случае между стро­пильными фермами через 1,5—3 м устанавдйвают прогоны, на которые укладывают мелкоразмерные кровель-ные плиты, листы, настилы. Во втором случае непосредственно на стропильные фермы кладут крупно­размерные плиты или панели шириной 1,5—3 м и длиной 6 или 12 м, совмещающие функции несущих и ограждающих конструкций. Оба эти варианта применяют для отапливаемых и неотапливаемых зданий вне зависимости от шага стропильных ферм (6 или 12 м). При выборе кон­струкции кровли учитывают технологические и экономические факторы: назначение здания, темпера-турный режим внутрицеховой среды, стои­мость возведения, наличие произ-водственных баз по изготовлению круп­норазмерных панелей, условия транспортированияи т. д.

Кровля по прогонам получается легче, но требует большего расхода металла и более трудоемка в монта­же. Беспрогонная кровля обеспечи­вает меньший расход стали ; основной недостаток ее — большая собственная масса.

Покрытия по прогонам Конструктивная схема покрытия по прогонам показана на рис. XIII.1.

Рис. XIII.1.

В качестве прогонов применяют прокатные балки, балки из гнутого листа либо легкие сквозные конструкции (особенно при шаге стропиль­ных ферм 12 м). Кровельные покрытия бывают теплыми с термоизо­ляцион-ным слоем (применяют их в отапливаемых производственных зданиях) и холодными без утепляющей прослойки; применяют их для неотапливаемых зданий (складов, вспомогательных помещений), а также для горячих цехов, имеющих избыточные тепловыделения от технологических агрегатов.

Для теплых кровель в качестве кровельных плит, укладываемых по прогонам, широко применяют ста-льной профилированный настил, армоцементные и асбестоцемен-тные плиты. Целесообразно при устройстве кровель применять стальной профилированный настил Профилированные листы уклады­вают по прогонам, расположенным обычно через 3 м по разрезной или не­разрезной схеме. Листы крепят к про­гонам само-нарезающими болтами. Меж­ду со-бой листы соединяют вдоль длин­ной стороны комбинированными за­клеп-ками.Для устройства теплой кровли в качестве плит можно применятьармо- цементные плиты

Холод-ные кровли покрытия часто выполняют из волнистых асбесто-цементных, стальных или алюминиевых листов, укладываемых по про­гонам; они являются одновременно несущими и ограждающими кон­струкциями.

При установке алюминиевых листов иа стальные лрогоны во избе­жание электрохимической коррозии необходим» исключить возможность непосредственного контакта стали и алюмината.

Применение асбестоцементных листов в горячих цехах ограничено их малой долговечностью из-за пересушиваний и последующего рас­трескивания. В горячих цехах металлургических заводов часто применяют сталь­ную кровлю из плоских листов

Иногда для холодных кровель применяют армоцементные плиты , по которым устраивают выравнивающий слой и наклеивают рулонный гидроизоляционный ковер.

Беспрогонные покрытия

Конструктивная схема беспрогонного покрытия показана на рис. XIII.5

Рис. XIII.5

.Для теплых кровель широко применяют крупнопанельные унифи-цированные железобетонные плиты шириной 1,5 и 3 м и длиной 6 и 12 м

Лучше применять плиты шириной 3 м, так как при этом обеспечива­ ется узловая передача нагрузки при типовых размерах панелей ферм. При плитах шириной 1,5 м верхний пояс фермы работает на местный изгиб или нужно устанавливать дополнительные шпренгели.

Прогоны Простейшими прогонами являются балки из прокатных швеллеров или двутавров. Такие прогоны рациональны при пролете 6 м; при шаге ферм 12 м прокатные прогоны не применяют, так как они становятся очень тяжелыми и приводят к большому расходу стали.

Широко применяются прогоны из гнутых листов толщиной 4—6 мм швеллерного сечения. Прогоны из гну­тых листов могут иметь сравнительно развитую высоту при относитель­но тонкой стенке, поэтому их применяют при шаге ферм 6 и 12 м с лег­кой (холодной) кровлей. На коньке кровли, у ендов многопролетных зданий, над остеклением фонарей применяют составные прогоны из прокатных профилей либо гнутые профили усложненной формы .

Прогоны сплошного сечения Сплошные прогоны, расположенные на скате кровли, работают на изгиб в двух плоскостях. Вертикальная нагрузка q от кровли может быть разложена на q_x, действующую в плоскости большей жесткости прогона, и скатную составляющую q_y (рис XIII.10,а).

При небольших уклонах кровли скатная составляющая невелика вследствие малой жесткости прогона относительно оси у—у; напряжения от нее, однако, получаются большими. Чтобы уменьшить изгибающий мрмент, от скат­ной составляющей прогоны раскрепляют тяжами из круглой стали диаметром 18—22 мм (рис. XIII.10,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. Если на коньке установлены два наклонных прогона то они должны быть связаны между собой. Погонная вертикальная на­грузка на прогон

где q_ф — расчетная нагрузка от массы 1 м^г кровли;α— угол наклона кровли к гори­зонту (прн уклоне кровли i<1/8 можно принимать cos α =1); р—расчетная нагрузка от снега,; b — расстояние между прогонами; q_С,М. — расчетная по­гонная нагрузка от собственной массы прого-на.В зданиях с фонарями, с перепадами высот по длине или ширине расчетная снеговая нагрузка не является равномерной по ширине про­лета здания и существенно увеличивается у перепадов высот , что является особо опасным для прогонов и учитывается коэф­фициентом с.

Составляющие нагрузки q_x и q_y в зависимости от угла наклона ската кровли а будут равными:

Значения изгибающих моментов в плоскости меньшей жесткости прогона зависят от числа тяжей (рис. XIII. 10,в).

При шаге ферм 6 м обычно ставят один тяж, при шаге 12 м или крутом скате лучше поста­вить два. При постановке одного тяжа изгибающий момент в плоскости ската находят как опорный момент в двухпролетной неразрезной балке. Наибольшие напряжения в прогоне от совместного действия изгиба в двух плоскостях

Прочность прогонов разрешается проверять с учетом развития пла­ стических деформаций по формуле

Если кровельный настил «крепится к прогонам жестко и образует плотное полотнище то скатная состав-ляющая будет восприниматься самим полотни-щем кровли. В этом случае необходи-мость в тяжах отпадает и прогоны можно рассчитывать только на нагрузку q_х. Общую устойчи­вость прогонов не проверяют, так как устойчивость их обеспечена сила­ми трения между прогонами и опирающимися на него по всей длине кровельными плитами или настилом.

Прогиб прогонов проверяют только в плоскости его большей жестко­сти, он не должен превышать 1/200 пролета . Вертикальный прогиб прогонов, устанав-ливаемых над остеклением фо­нарей во избежание растрескивания стекол должен быть не более 1/500 пролета.

Сквозные (решетчатые) прогоны значи-тельно легче сплошных при большом весе кровли и шаге^ стропильных ферм 6 м, а при шаге ферм 12 м — с любой нагрузкой.

Верхний пояс этих прогонов выполнен из двух прокатных илн гнутых швеллеров, располо-женных полками наружу на расстоянии 80 мм. Эле­менты решетки из гнутых швел-леров заводят между элементами пояса и приваривают к ним без фасонок.

Сквозные прогоны рассчитывают как фермы с соответствующей си­стемой решетки и неразрезным верхним поясом. Верхний пояс прогона работает на сжатие с изгибом , остальные элементы испытывают продольные усилия.