yandbtm

Без розпірок можна обійтися:

-при малій величині скатної складової, наприклад в суміщених покриттях, коли сумарна скатна складова сприймається або всіма прогонами, що працюють сумісно, або одним з ним, як правило, карнизним, який в цьому випадку проектують більш жорстким у площині схилу (рис. 4.5, в);

-у симетричних двоскатних покриттях, якщо проекції зусиль у тяжах, якими з’єднані всі прогони, взаємно врівноважені в гребеневих прогонах;

-у несиметричних двоскатних покриттях, якщо бокова жорсткість гребеневих прогонів достатня для сприйняття зусилля від скатної складової навантаження.

Розпірки конструюють з поодиноких кутиків, прямокутних або круглих труб і кріплять до прогонів болтами за допомогою фасонок, (рис. 4.6, а). Тяжи проектують з круглої сталі або тросів з пристроями для їх натягу і кріплять безпосередньо до стінок прогонів гайками і розміщують їх в одній площині по можливості ближче до верхньої полки прогону в границях верхньої третині висоти перерізу (рис. 4.6, б).

h/3

h

75-100

бб)

Рис. 4.6. Кріплення до прогонів елементів в’язів розпірок – а і тяжів – б

142

тяжів (розпірок), де виникає за величиною перерізувальна сила Q. Тоді виникає необхідність у перевірці міцності стінки прогону за формулою:

де σ x і σy – нормальні напруження в стінці на рівні її з’єднання з полкою; τxy = Q hwtw – середнє дотичне напруження, яке

визначається з урахуванням послаблення стінки отворами (наприклад, для тяжів, болтів тощо). При наявності отворів значення τxy треба збільшити множенням на коефіцієнт

α = a / (a − d ), де а – крок отворів, d – діаметр отвору. Навантаження, що діє на покриття, за характером дії

відноситься до статичного. Тому розрахунок на міцність розрізних прогонів зі сталі з границею текучості до 530 МПа при задовільненні вимог загальної та місцевої стійкості слід виконувати

зурахуванням розвитку пластичних деформацій за формулами [5]:

-при згині в одній з головних осей при дотичних напруженнях

τ≤ 0,9Rs

α – коефіцієнт, що дорівнює 0,7 для двотаврового перерізу, що згинається в площині стінки. Для інших типів перерізів α = 0.

144

Коефіцієнти с, сх і сy визначаються за табл. 66 [5]. Розрахунок на міцність нерозрізних прогонів постійного

перерізу зі суміжними прольотами, які відрізняються не більше ніж на 20 %, при дії статичного навантаження потрібно виконувати з урахуванням перерозподілу опорних і прольотних згинальних моментів, що можливо внаслідок розвитку обмежених пластичних деформацій.

Розрахунковий згинальний момент в кожній з площин дорівнює:

М =α Мmax ,

де Мmax – найбільший згинальний момент (прольотний або опорний), який визначається з розрахунку нерозрізної балки в

У нерозрізних балках з шарнірно обпертими кінцями умовний згинальний момент Меf дорівнює більшому з двох значень:

де M1 і M2 – найбільші згинальні моменти відповідно в крайньому і проміжному прольотах, обчислені як у вільно обпертій однопрольотній балці; а − відстань від перерізу, де діє момент M1, до кратної опори.

Якщо зусилля M1 і M2 визначені з урахуванням перерозподілу моментів, то перевірка міцності виконується за формулою (4.1), тобто по пружньому моменту опору перерізу.

Міцність перфорованого прогону перевіряють з урахуванням додаткового згинального моменту, що виникає в поясах від дії поперечної сили в перерізі з отворами. Поперечна сила в перерізі 1-1 (рис. 4.8) розподіляється між поясами пропорційно їх

145

Умови міцності в різних точках прогону будуть наступ-

146

У наведених формулах:

Q3 – перерізувальна сила в перерізі на відстані (С + S – 0,5 а) від опори; W1 max і W1min – найбільший і найменший моменти опору верхнього таврового перерізу; W2 max і W2min – те ж, нижнього таврового перерізу; RY1, RU1 і RY 2, RU 2 – розрахункові опори сталі для верхнього і нижнього таврових перерізів; J X – момент інерції перерізу прогону з отвором відносно осі х-х. Розміри С, S, a, h1, h2 , t показані на рис. 4.8.

Коли покрівельний настил (панелі, профільовані або плоскі листи) жорстко закріплені до прогонів, утворюючи жорсткий диск, скатна складова навантаження сприймається саме цим диском. У цьому випадку необхідність у тяжах відпадає, а прогони треба розраховувати тільки на дію навантаження qx .

Закріплення стиснутої полиці прогону має бути розраховано на максимальну (фактичну або умовну) перерізувальну силу. Фактична сила визначається так:

Q = qylef ,

де lef – відстань між болтами, що закріплюють настил до полки. Умовна сила [3]:

та стінки прогону; ϕ – коефіцієнт поздовжнього згину, який визначають за дод. 1 залежно від гнучкості λ = lef i ; і – радіус інерції перерізу стиснутої площі відносно осі у-у.

Прогин прогону перевіряють від нормативного постійного і тимчасового навантажень, що діють у площині, перпендикулярній схилу покриття, тобто в площині найбільшої жорсткості прогону. При визначенні прогину перфорованого прогону зі

147

співвідношенням висоти перерізу до прольоту більш ніж 12, момент інерції перерізу з отвором необхідно множити на коефіцієнт

0,95 [5].

Приклад 4.1. Розрахувати прогін зі сталевого рівнополичкового швелера (див. дод. 4). Прогони розміщені з кроком 2 м по схилу ферми прольотом 24 м і розкріплені в площині своєї найменшої жорсткості тяжами. Крок ферм − 6 м. При розміщені тяжів в середині прогонів їх прольот в напрямку, паралельному схилу, дорівнює 3 м (рис. 4.5). Нахил скату складає 10 %, що відповідає куту

Ry = 240 МПа = 24 кн/см2). Коефіцієнт умов роботи gс =1,1.

Розрахункові навантаження: постійне (власна вага панелей покрівлі і прогонів) – 1,0 кН/м3, тимчасове (сніг + вітер) – 1,2 кН/м2, сумарне навантаження 1,0 + 1,2 = 2,2 кН/м2. Сумарне навантаження 1,0 + 1,2 = 2,2 кН/м2 розкладаємо на дві складові (див. рис. 4.7):

при умові роботи сталі в пружній області потрібні моменти опору:

148

підібраному прогоні:

σх + σу = 22,6 + 2,97 = 25,56 кН/см2 < Regc = 24×1.1 = 26.4 кН/см2.

Приклад 4.2. Підібрати переріз тяжів для скатної покрівлі за умовами прикладу 4.1.

Зусилля в кожному з тяжів визначається як реакція нерозрізної балки, розрахованої в площині схилу (1,25 ру l1). Причому з наближенням до гребеневого прогону це зусилля збільшується за рахунок підсумування нижче по схилу:

Т1 =1,25×0,44× 32 = 0,825 кН;

Т2 = 0,825 +1,25×0,44 ×3 = 2,475 кН;

Т3 = 2,475 + 1,25 × 0,44 × 3 = 4,125 кН;

Т4 = 4,125 +1,25 × 0,44 × 3 = 5,775 кН;

Т5 = 5,775 +1,25 × 0,44 × 3 = 7,425 кН.

Зусилля в діагоналі Т6 визначається розкладанням Т5 на дві проекції. При куті нахилу діагоналі до осі прогону 33° 45′ зусилля

Т6 = 4,3 кН.

Площу перерізу тяжа визначаємо по найбільшому зусиллю Т5. Тяж проектуємо з круглої сталі С 235 (Rу = 23 кH/см2). Потрібна площа перерізу

АП = 7,23425 = 0,323 см2.

Беремо тяжі діаметром 10 мм, для яких площа перерізу дорівнює 0,785 см2.

149

4.3. Наскрізні прогони

При достатньо великих прольотах (більше ніж 10 м) використовують наскрізні прогони у вигляді легких ферм зі стиснуто-зігнутим верхнім поясом. Елементи таких прогонів виконують з гарячекатаних або гнутих профілів, а при невеликих навантаженнях з сортової сталі круглої або квадратної ферми.

Конструктивні рішення прогонів прольотами 12 м, розроблені для різних типів профілів, показані на рис. 4.9. Найбільш раціональною конструкцією треба визнати трикутний прогон, що має мінімальну кількість елементів. Верхній пояс таких прогонів складається з двох швелерів (гарячекатаних або гнутих), а елементи решітки виготовляються з поодиноких швелерів. Вузлові з’єднання не потребують додаткових деталей, а виконуються безпосереднім зварюванням елементів доковим або контактним способами. Для обпирання кріплення прогонів до верхніх поясів кроквяних ферм передбачені опорні планки, які закріплюють болтами до ферм.

Наскрізна конструкція прогону з паралельними поясами є найбільш жорсткою і може бути використана одночасно й як елемент в’язей по покриттю. Для забезпечення мінімальних витрат сталі перерізи елементів беруть тонкостінними замкненого перерізу. Верхній пояс для зручного обпирання і кріплення огороджувальних конструкцій має верхню плоску грань завширшки 100 – 120 мм. Крім того, така ширина забезпечує необхідну під час монтажу жорсткість прогону з його площини. Таким чином переріз верхнього пояса має трапецієподібну форму, висота якої змінюється залежно від типу навантаження. При позавузловому прикладанні зосереджених сил ця висота – 100 – 120 мм, а при відсутності місцевого згину – 60 мм. Форма і розміри нижнього пояса залежать від діючих у ньому зусиль. Елементи решітки проектують з трубчастого або квадратного профілю. Товщину стінок усіх профілів при надійному антикорозійному захисті беруть

1,5 − 4 мм.

150