Прогоны

Общие требования. Для прогонов, как и для стропильных ног, может быть применим лес хвойных пород 1 и 2-го сортов. Отличительной особенностью прогонов покрытий является их многопролетность.

Прогоны своими концами опираются на торцевые или брандмауэрные поперечные стены здания, а в промежутке между ними - на стойки или фермы.

В конструкциях покрытий жилых, гражданских и промышленных зданий применяют следующие основные виды многопролетных прогонов: разрезные, консольно-балочные и неразрезные.

Разрезные прогоны. Разрезные прогоны выполняют из бревен или брусьев, стыкуемых на опорах: фермах или стойках (рис.4.6.а).

Стыки осуществляют либо перепуском двух концов, либо косым прирубом. Косой прируб плашмя (рис.4.6.б) является наилучшим решением стыка разрезных прогонов, обеспечивающим надежность опирания и взаимного крепления концов прогона.

Разрезные прогоны предельно просты в заготовке и укладке, но вызывают большой расход лесоматериалов. Вследствие чего они дороги по сравнению с другими типами прогонов. Применение разрезных прогонов может быть допущено во второстепенных сооружениях для пролетов, не превышающих 4 м. При больших пролетах следует переходить на другие, более экономичные схемы решения прогонов.

Рис. 4.6. Разрезные прогоны :

а – конструкция, б – конструкция стыка

Разрезные прогоны рассчитывают на прочность и жесткость, как однопролетные свободно лежащие балки. Главную ось поперечного сечения брусчатых прогонов можно располагать либо вертикально, либо перпендикулярно к скату. Более выгодным в смысле использования материала является вертикальное расположение поперечного сечения прогона. В случае наклонного расположения прогона необходимо учитывать работу прогона на косой изгиб. В элементах круглого сечения явления косого изгиба не имеют места.

Консольно-балочные прогоны. Для уменьшения сечения прогонов иногда применяют конструкцию в виде многопролетных шарнирных балок. Стыки в этом случае расположены не над фермами или стойками, а в пролетах (рис.4.7.а).

Рис. 4.7. Консольно-балочные прогоны:

а – конструкция, б – конструкция стыка,

в – эпюра моментов

Стыки - шарниры таких прогонов размещают попарно через пролет, осуществляя их путем косого прируба (рис.4.7.б). Если шарниры расположить на расстоянии а=0,15(– пролет консольно-балочного прогона), то моменты на опорах М_оп будут равны по абсолютному значению максимальным моментом в пролетах М_пр. Для выравнивания моментов в первом и последнем пролете значения этих пролетов ₁ надо уменьшить до 0,85. Если шарниры расположить от опор а=0,21, то получится равнопрогибное решение, при котором максимальные прогибы во всех пролетах, кроме крайних будут основными. При уменьшении крайних пролетов до 0,79прогибы в этих пролетах будут равны прогибам в остальных пролетах.

Таблица 4.1.

Моменты и прогибы консольно-балочных прогибов

Значение	Решение прогона
равномерное	равнопрогибное
Расстояние от опор до шарниров а	0,15	0,21
Изгибающие моменты на опорах М_оп	-	-
Изгибающие моменты в пролетах М_пр
Максимальные прогибы f
Величина первого и последнего пролета ₁	0,85	0,79»0,8

Значения изгибающих моментов и прогибов для консольно-балочных прогибов приведены в табл.4.1.

Если крайние пролеты равны остальным, т.е. ₁=, то изгибающий момент на первой промежуточной опоре будет:

а прогиб пролета в крайнем пролете:

При этом сечение прогона в крайних пролетах должно быть усилено, а опорная реакция первой промежуточной опоры будет больше остальных на 13 %, что потребует проверки и возможного усиления опорной конструкции.

Во избежание смещений под действием случайных усилий в середине косого прируба ставят болты. В случае равномоментного решения болты не должны быть затянуты, чтобы обеспечить перелом упругой линии прогона, образующейся в шарнире, между консолью и подвесной частью прогона. При равнопрогибном решение прогона в местах расположения шарниров упругая линия проходит плавно и перелома не имеет, что позволяет плотно затягивать болты.

Применение консольно-балочных прогонов, более выгодных в отношении прочности, ограничивается в деревянных конструкциях длиной бревен или брусьев. Длина прогона с двумя консолями примерно в 1,5 раза превышает расстояние между фермами. При нормальной длине брусьев и бревен в 6,5 м консольно-балочная схема может быть применена только для прогонов при расстоянии между фермами не более 4,5 м.

К недостаткам консольно-балочных прогонов необходимо отнести и то, что изменения интенсивности загружения хотя бы за счет уменьшения нагрузки в подвесных пролетах приводит к существенному увеличению расчетного изгибающего момента.

Наиболее целесообразно применение консольно-балочных прогонов в тяжелых чердачных перекрытиях и других конструкциях, несущих преимущественно постоянную нагрузку и имеющих ограниченные размеры пролетов. В прогонах покрытий, когда можно ожидать заметной неравномерности в распределении снеговых нагрузок, следует избегать применения консольно-балочных прогонов.

Спаренные неразрезные прогоны состоят из двух рядов досок, поставленных на ребро и соединенных гвоздями, забиваемых конструктивно с шагом 50 см (рис.4.8.а), являются основным решением многопролетных прогонов в покрытиях по несущим деревянным конструкциям (фермам).

Каждый ряд досок выполнен по схеме консольно-балочного прогона с последовательным расположением стыков, но первый ряд не имеет стыка в первом пролете, а второй ряд досок - в последнем пролете. Доски одного ряда соединяют по длине без косого прируба. Концы досок одного ряда прибивают гвоздями к доске другого ряда, не имеющего в данном месте стыка. Гвоздевой забой стыка (рис.4.8.б) должен быть рассчитан на восприятие поперечной силы. Количество гвоздей с каждой стороны стыка определяют исходя из того, что поперечная сила, приходящаяся на один ряд досок

, в тоже время равна , откуда:

где - расстояние от опоры до центра гвоздевого забоя,

- несущая способность одного гвоздя.

Стыки досок устраивают в точках, где изгибающий момент в неразрезных балках, загруженных равномерно распределенной нагрузкой по всей длине, меняет знак, т.е. на расстояниях от опор, равных а=0,21.

Спаренный неразрезной прогон в расчетном отношении аналогичен равнопрогибному консольно-балочному прогону и поэтому его расчет производят по формулам, приведенным в таблице 4.1.:

, .

При этом крайние пролеты ₁ должны быть меньше и равны 0,8.