В зависимости от конструктивного решения кровельные покрытия разделяют на:
Покрытия по прогонам
Беспрогонные покрытия
Выбор конструкции кровли должен производиться на основании технико-экономической оценки вариантов с учетом:
− стоимости изготовления конструкций
− стоимости монтажа конструкций
Кроме того должны учитываться
— технологические особенности производства
— температурно-влажностный режим среды
— район строительства и наличие в районе производственных мощностей по выпуску конструкций;
— обеспечение монтажными механизмами.
Состав покрытия
Кровля по прогонам
Прогоны устанавливают с шагом 1,5 или 3 м
на верхний пояс ферм в их узлах
или на верхний пояс балок.
Кровля по прогонамзначительно легче, экономична по расходу металла, но более трудоемка при монтаже.
Обычно в качестве прогонов применяют
При шаге 6 м прокатные или гнутые профили.
При шаге 12 м целесообразнее применять сквозные конструкции.
По прогонам укладывается стальной профилированный настил или мелкоразмерные армоцементные, керамзитобетонные, асбоцементные плиты.
Опирание прогонов на ферму
Профилированный настил укладывают на прогоны расположенные через 3 м.
При шаге стропильных ферм 4 м- настил может укладываться между фермами.
Профилированный настил изготавливается из тонкой оцинкованной рулонной стали толщиной t=0,8-1 мм
Листы типа «Н» предназначены для настилов покрытий. Листы типа «С» предназначены для обшивки стен.
В обозначении профилированного листа первая цифра – высота гофры – h; вторая – ширина листа – B1; третья – толщина листа. Например –Н 57-750-0,7– настил покрытия, у которого высота фибры – 57 мм; ширина листа без учета нахлеста – 750 мм; толщина листа – 0,7 мм.
Длина профилированного листа до 12 м.
Конструкции прогонов.
Прогоны воспринимают нагрузку от кровли и передают ее на стропильные фермы.
Прогоны бывают сплошного сечения и решетчатые.
Сплошные прогоны применяются при шаге стропильных ферм- 6м. Они тяжелее решетчатых, но проще в изготовлении.
В качестве прогонов при шаге ферм 6 м используют прокатные балки, гнутые профили (С-образные или Z-образные). z- образные сечения очень удобны в перевозке.
Гнутые профили можно применять и при шаге ферм 12 м., но в случае небольших снеговых нагрузок они не допустимы
В качестве прогонов могут применять двутавры с перфорированной стенкой.
При шаге ферм 12 м используют сквозные решетчатые прогоны (небольшие фермы пролетом 12 м)
Верхний пояс решетчатых прогонов выполняют из двух гнутых или прокатных швеллеров.
Сечение решетки принимают из одиночного гнутого или прокатного швеллера.
Могут быть и другие конструктивные фермы решетчатых прогонов.
Расчет сплошных прогонов.
При малых уклонах кровли работа прогона ничем не отличается от работы обычной прокатной балки на двух опорах.
При кровле с большим уклоном прогоны работают на изгиб в двух плоскостях.
где qкр − расчетная нагрузка от веса кровли;
qсн;− расчетная нагрузка от снега
qпр− расчетная нагрузка от самого прогона
Хотя скатная составляющая мала, напряжения от нее в прогоне получаются большими вследствие малой жесткости прогона относительно оси Y.
Поэтому, чтобы уменьшить изгибающий момент от скатной составляющей прогоны распределяют тяжами, из круглой стали диаметр 18-22 мм.
В панелях у конька тяжи крепятся к стропильной ферме или к коньковому прогону. В этом случае коньковый прогон должен иметь большую горизонтальную жесткость.
Узел крепления тяжа к прогону
В зависимости от технологических особенностей производства кровельные покрытия бывают теплыми и холодными.
В качестве утеплителя—
Применяют плиты из минеральной ваты, стеклоизолы,
В качестве теплоизоляции используют различные ячеистые плиты─ ячеистый бетон,пенобетон, пеносиликат, керамзитобетон,цементный фибролит.
Теплоизоляционный слой— защищает внутреннее помещение от внешних температурных воздействий. Толщина утеплителя определяется теплотехническим расчетом.
Выравнивающий слой— цементная стяжка, асфальтовая стяжка ─ является основанием для гидроизоляционного ковра и создает необходимый уклон в случае плоской кровли.
Уклон кровли
В зависимости от принятого типа покрытия устанавливается необходимый уклон кровли для обеспечения водостока:
-в кровлях с гравийной защитой принимается уклон- 1,5%;
— при кровле из рулонных материалов без гравийной защиты-1/8-1/12;
—Пароизоляционный слой—
Пароизоляция препятствует проникновению паров воздуха из помещения в утеплитель.
Пароизоляция укладываемого на несущие элементы пред утеплителем.
Пароизоляция –фольгоизол, 1слой пергамина
Беспрогонные покрытия
Между фермами укладывают железобетонные или металлические панели или крупноразмерные плиты.
Панели совмещают функции ограждающих и несущих конструкций
Панели покрытия полностью изготавливают на заводе.
Они просты в монтаже, однако они тяжелее кровли по прогонам, особенно если применять железобетонные панели.
Продольные ребра плит опираются в узлах ферм на верхний пояс.
В том случае когда ширина плиты 1,5 м в фермах делают шпренгели, во избежание вне узловой передачи нагрузки.
Наиболее распространенными являются железобетонные ребристые плиты покрытия.
Длина плит 6 и 12 м.
Плиты укладывают на верхние пояса ферм и приваривают к фермам сваркой закладных деталей.
Узел опирания железобетонной панели на фермы
Снижение веса достигается путем предварительного напряжения железобетонных конструкций или при применении сводчатых покрытий.
Трехслойные панели покрытий «сэндвич»
Состоит из верхнего облицовочного слоя:
− профилированного настила с крупным профилем;
− оцинкованного железа t=1 мм;
Среднего слоя
— утеплителя из полиуретана t=50-80 мм;
Дата добавления: 2016-05-25 ; просмотров: 11189 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ
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.
Стропильные фермы по железобетонным колоннам
В промышленных сооружениях различают теплые и холодные кровли.
Теплые кровли состоят из несущих плит, утеплителя, асфальтовой стяжки и водоизоляционного ковра из рулонного материала — рубероида.
Теплая кровля по прогонам
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.
Беспрогонное покрытие с теплой кровлей
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.
Типы холодных кровель
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:
для кровли из рулонных материалов
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.
Косой изгиб прогонов
Расчет прогонов производится на нагрузку от веса кровли и снега. Эту нагрузку раскладывают на составляющие по главным осям сечения прогона: qx — нормально к скату, qy — 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 Мх и Му будут суммироваться. При этом суммарное напряжение не должно превышать расчетного сопротивления, умноженного на коэффициент условий работы:
Необходимо стремиться к тому, чтобы напряжение σу было значительно меньше напряжения σх, 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 lу. Тяжи облегчают выравнивание на монтаже линии прогонов, улучшая условия укладки железобетонных плит.
Устройство тяжей по прогонам
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.
Крепление прогонов
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.
Прутковый прогон
Применение решетчатых прогонов особенно целесообразно при пролетах более 6 м.
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 кровельного 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.
Продольные и поперечные фонари
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.
Связи между стропильными фермами
Промежуточные фермы присоединяются к жестким панелям прогонами или распорками. Вопрос об устройстве связей в промышленных зданиях рассмотрен в разделе Поперечные рамы.
1 Строительные нормы и правила (СНиП), II-B.4 и II-B.5.
Изготовление прогонов необходимо для постройки множества зданий: торговых центров, складов, производственных цехов и т. д. Данная конструкция используется для возведения кровли в сооружениях из металлоконструкции, а такой тип как раз наиболее распространен.
Изготавливают разные типы прогонов из металла, которые зависят от вида конструкции и места, где они будут использоваться. В нашей статье мы расскажем о преимуществах этого элемента, особенностях его производства, а также нюансах проектирования и монтажа.
Конструкция прогона
Каркасы сооружений состоят из связующих элементов – горизонтально расположенных металлических балок. Последние и носят название прогонов. На их конструкцию влияет множество факторов, включая размер и форму кровли, климатические условия места нахождения и эксплуатации возводимого сооружения и т. п. Если строение оснащается большой по площади крышей, то для придания конструкции большей устойчивости и жесткости в продольном направлении металлические прогоны дополняются подбалками и подкосами.
Для изготовления прогонов используется разнопрофильная прокатная сталь. Чтобы выбрать нужный профиль, производят различные расчеты, в которых участвуют данные о массе балок, кровли, ветровой нагрузке, атмосферных осадках и т. п.
Балки используются также в процессе прокладки инженерных коммуникаций, расположенных на высоте.
Рекомендуем статьи по металлообработке
Для монтажа металлических конструкций используют уголки, планки, гнутые стальные листы. Сборка осуществляется в узлах верхнего пояса строительных ферм. За счет применения листовых прокладок уменьшается перепад между рядом расположенными элементами. Крепление прогонов к каркасу сооружения осуществляется посредством сварки или болтов, выбор способа зависит от технических требований, предъявляемых к конструкции.
Преимущества металлических прогонов
Для металлических прогонов характерна высокая прочность. Стальные балки гораздо долговечнее, чем деревянные или бетонные. Металл не нуждается в дополнительной защитной обработке, он устойчив к механическому давлению и воздействию влаги.
Благодаря универсальности крепления металлические балки подходят для любого типа покрытия. Для повышения антикоррозионной устойчивости дополнительно используются специальные защитные составы.
В связи с небольшой массой и высокой прочностью металлические прогоны пользуются широким спросом при возведении зданий и сооружений независимо от типа фундамента. Это обусловлено необходимой жесткостью конструкции без перегрузки фундамента.
Преимуществом использования металлических прогонов является скорость монтажа. Кровельные балки возводятся в течение нескольких часов, легко фиксируются на любой поверхности. Основная задача заключается в подборе соответствующих крепежных систем, способных выдержать значительный вес конструкции.
Виды изготавливаемых прогонов
Изготовление прогонов выполняется в соответствии с разрезной и неразрезной схемами. Использование последней позволяет использовать меньше стали на одну балку, однако монтировать проще разрезные конструкции, этим обусловлено их более частое применение.
Если кровля имеет большой уклон, располагаемые на скате балки изгибаются в двух направлениях (косой изгиб). Вертикальная нагрузка q кровли состоит из действующей в плоскости большей жесткости прогона qХ и скатной составляющей qУ. Несмотря на небольшое значение скатной составляющей при существующих уклонах кровли, из-за невысокой жесткости балки по отношению к оси у-у конструкции подвергаются значительному напряжению.
Для снижения изгибающего момента от скатной составляющей балки раскрепляют тяжами из стали, диаметр которых составляет 18–22 мм. Благодаря тяжам уменьшается расчетный пролет прогона в плоскости ската. Тяжи устанавливаются между всеми балками, кроме коньковой. У конька они крепятся к стропильной ферме или коньковой балке около опор. По коньку располагают прогоны, имеющие большую горизонтальную жесткость или соединенные друг с другом спаренные прогоны.
В строениях с фонарями, имеющих перепады высот по длине или ширине, из-за неравномерной снеговой нагрузки по ширине пролета и увеличенных перепадов высот (снеговых мешков) возрастает опасность для прогонов балок. При изготовлении прогонов в этом случае применяется коэффициент с>1 (СНиП П-6-74).
Количество тяжей, используемых для плоскостей меньшей жесткости, зависит от изгибающего момента. Если шаг фермы составляет 6 м, используется 1 тяж, если 12 м или скат крутой – 2 тяжа.
Возможно жесткое крепление кровельного настила к прогонам с образованием сплошного полотнища (к примеру, листовая сталь, приваренная к прогонам, стальной профнастил, скрепленный с прогонами саморезами и соединенный друг с другом заклепками и пр.). В таком случае скатная составляющая воспринимается как единое целое с кровельным полотном. При этом отсутствует необходимость использования тяжей, для прогонов необходимо рассчитывать нагрузку qx.
Для обеспечения общей устойчивости балок применяют элементы крепления кровельных плит или настила к прогонам и силу трения, возникающую между ними. В то же время свободное опирание элементов кровли грозит вероятной потерей устойчивости прогона.
При изготовлении прогонов их проверяют на прогиб от нормативной нагрузки в плоскости, нормальной к скату. Величина прогиба не должна быть больше 1/200 пролета.
Для крепления балок к поясам ферм используют коротыши из уголков, планок, гнутые элементы из листовой стали.
При изготовлении решетчатых прогонов используют разные конструктивные решения.
Основным недостатком решетчатых конструкций является множество узловых элементов, которым объясняется сложность их изготовления, а также длительность монтажа. Оптимальным является использование типового трехпанельного прогона. Его верхний пояс состоит из двух швеллеров. Для создания решетки применяется одиночный гнутый швеллер. Раскосы фиксируются на верхнем поясе с помощью дуговой или контактной сварки. Благодаря данному решению упрощается изготовление прогонов и обеспечивается их боковая жесткость.
Расчеты при производстве решетчатых балок аналогичны расчетам, используемым для ферм с неразрезным верхним поясом. Верхний пояс в этом случае подвергается сжатию с изгибом (при отсутствии скатной составляющей в одной плоскости либо в двух плоскостях), прочие элементы – продольным нагрузкам.
Процесс изготовления прогонов
Для изготовления прогонов листовой металл прокатывают через валики, создающие необходимый изгиб. Конструкции, подвергаемые большим нагрузкам, производятся путем сваривания стальных пластин. Этот способ позволяет получить балки большей прочности.
Первоначально согласовываются нагрузки, затем составляется техническое задание, направляемое в производственный цех, работники которого занимаются изготовлением прогонов. Металл разрезают на пластины необходимой ширины. После этого из пластин формируют требуемый тип профиля, прокатывая их через вальцы.
Для дальнейшего монтажа балок в них выполняются крепежные отверстия, после чего изделия проверяют на соответствие чертежу.
После изготовления прогонов готовую партию транспортируют на объект заказчика для монтажа. Вместе с изделиями предоставляется также сертификат соответствия продукции, подтверждающей ее качество.
Нюансы расчетов прогонов из металла
При изготовлении стеновых прогонов открытого профиля используются расчеты, практически аналогичные тем, что используются при производстве кровельных прогонов. При этом за основу берут принципы механики тонкостенных конструкций, описанных В. З. Власовым, Д. В. Бычковым.
Разница между кровельными и стеновыми балками заключается в нагрузках, которые в последнем случае ложатся на вертикальные и горизонтальные плоскости независимо друг от друга. Ветровая горизонтальная нагрузка может быть различной и зависит от направления ветра. Это затрудняет выбор нужного сечения и его ориентации, которые снижали бы суммарные нормальные напряжения в сечении, как это делают, проектируя кровельные балки. Благодаря изменению направления горизонтальной нагрузки, кручение конструкции можно повысить или снизить. Аналогичным образом можно работать и с другими типами сечений.
Выполняя расчеты для стеновых балок, необходимо ориентироваться на максимально возможное воздействие кручения на напряженное состояние сечения балок. При проектировании следует исходить из условий монтажа и дальнейшего использования конструкции.
Монтаж прогонов
Прогоны частично или полностью монтируются следом за стропильными фермами, поскольку возведенная ферма сразу же крепится к ранее смонтированным конструкциям и расстропливается. Для монтажа связей используются различные способы. Оптимальным вариантом является установка прогонов основным монтажным механизмом при помощи стрелы крана, оснащенной клювом.
Эффективность использования крана повышается за счет подъема прогонов пачками, складирования их в определенном месте и в дальнейшем ручном перемещении их по скату ферм.
В то же время, если для изготовления прогонов использовались швеллеры или большие профили, что повлияло на итоговую массу конструкций, то монтаж каждой балки выполняется по отдельности. Простой крановой техники при этом сводится к минимуму (во время строповки, расстроповки и подготовки к подъему).
Строповка выполняется за счет группового стропа. В случае невозможности или нерациональности (при возведении высоких зданий) монтажа балок с помощью основного крана, следует воспользоваться жестким крышевым краном, перемещающимся по прогонам. Основной кран в этом случае используется для монтажа первой пары стропильных ферм, выставления всех прогонов и связей между ними. Дальнейшая сборка производится при помощи установленного на кровле крышевого крана.
Установив основным краном стропильную ферму, крышевой кран используют для подъема 3-4 балок, которые будут обеспечивать устойчивость фермы и ее расстроповку. После этого монтируют оставшиеся связи и прогоны собираемой панели.
Опорная база крышевого крана аналогична расстоянию между балками и шагу ферм. В процессе монтажа рама крана крепится к прогонам за счет хомутов, для изготовления которых используется круглая сталь. Также для сборки могут использоваться переносные кронштейны, для изготовления которых применялись газовые трубы или другие легкие профили. Этот способ является менее распространенным. Для крепления кронштейнов используют специальные болты. Закрепляются они над узлами верхнего пояса стропильной фермы.
Каждую балку поднимают при помощи двух кронштейнов, устанавливаемых на фермах. Для подъема конструкций используют легкие электрические или ручные лебедки. Прогоны цепляют за концы отдельными тросами, которые перекидывают через закрепленные на кронштейнах блоки. В процессе подъема один конец балки задерживается, второй при этом поднимается выше таким образом, чтобы исключить столкновение с поясными уголками ферм. Для подъема каждой конструкции кронштейны вручную переносятся на нужное место.
Почему следует обращаться именно к нам
Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.
Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:
При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.
Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.
Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.
Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.
Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.
