Крепление металлических прогонов к фермам

Обновлено: 31.05.2024

При возведении промышленных, технических, хозяйственных, спортивных объектов или коммерческих сооружений со сложными конструктивными особенностями, в проекте которых заложены высокие показатели прочности кровли, используются металлические фермы с конструктивными горизонтально расположенными балками перекрытия — прогонами.

У нас вы можете приобрести прогоны железобетонные.

Прогоны устанавливаются на каркас металлических ферм с большими пролётами, которые опираются на несущие конструкции постройки, создают и распределяют равномерную нагрузку на основание, служат связующим звеном частей здания и обеспечивает безопасность объекта.

Опирание прогонов на ферму

Фермы – современные объёмные несущие металлоконструкции, обладают высокой степенью жёсткости и надёжности и выполняют роль каркаса.

Прогон, опираясь на основу постройки, несёт на себе продольную нагрузку от балок, обрешётки и кровельного покрытия крыши, создаёт прочность опорам и стропильной системе.

Металлические прогоны различаются по конфигурации:

решетчатые;
сквозные;
сплошного сечения.

Опорами металлических кровельных построек являются армированные основания из железобетона, отклонение закладных от проектных положений допускается на 2мм.

Металлические стропильные опорные элементы перекрытия изготавливаются из профилей прямоугольного сечения. В зависимости от эксплуатационных требований к конечному продукту сооружения, подбираются виды металлических консолей и места сопряжений.

Прогоны сплошного или решетчатого сечения крепятся к каркасу прямоугольных подстропильных металлических несущих конструкций. Чтобы создать жёсткое соединение по верхнему поясу металлических ферм в узловых местах используются стальные уголки, двутавровый профиль, строительный металлопрокат.

На узел опирания приходится максимальная нагрузка от прогона. Техническая задача узла опирания – точная центрация усилия относительно точки пересечения осей, проходящих по центрам тяжести фермы.

Расчёт прогонов для металлических ферм

Стальной конструктивный элемент горизонтального расположения: швеллер, двутавр и профильная труба – несущая деталь конструкции масштабного сооружения, принимает и перераспределяет физическую нагрузку от кровельных материалов, страдающих от воздействия ветра, снежного налегания. Вес цельных прогонов, без сварных соединений передаётся через монтажные узлы соединения на фермы.

Для расчёта размеров прогонов и его длины, которые опираются на ферму и служат основой для перекрытий, необходимы точные геометрические данные конструкции:

шаг установки опорного вертикально стержня;
расчётные данные снеговой нагрузки на 1 кг/м 2
вес кровельного настила;
уклон ската фермы в градусах;
место расположения узлов опирания;
собственная масса балки.

В зависимости от конструктивных особенностей постройки выбирается балка сплошного или решётчатого сечения.

Расчётная схема должна учитывать:

усилие на стержень, передаваемое в узле прогона;
горизонтальную нагрузку на опорную балку;
конструкцию прогона.

Количество и длина несущего элемента конструкции зависит от протяжённости пролёта. При шаге стержневой системы не более 6 метров используются сплошной металлический несущий элемент, он тяжелее решётчатого, но более экономичен и прост в монтаже. При длине пролёта от 9 до 30 метров применяют решётчатые или сквозные типы балочных перекрытий.

Технология монтажа

Началом монтажных работ по установке металлических несущих деталей может служить техническая готовность опорных кровельных конструкций. Укладка прогонов на стержни ферм выполняется только при наборе прочности их соединения с фундаментом.

Монтаж стропильных опорных конструкций осуществляется по типовой технологической карте с помощью современных средств механизации и специальной строительной техники повышенной грузоподъёмности – самоходным монтажным стреловым краном. Ручные парные оттяжки исключают раскачивание конструкции при подъёме и обеспечивают их направленность.

Металлические прогоны монтируются в узлах ферм, которые служат основой для накладки крыши или покрытия. Они являются элементами связи в узлах ферм.

Монтаж балки к каркасу конструкции выполняется с помощью болтов или методом сварки. Наиболее распространённым способом соединения конструктивных элементов является механическая сварка.

Конструкция узла опирания состоит из:

уголка приваренного к основе;
прогона, закреплённого болтами соединения к уголку.

Монтаж конструкции выполняется в следующей последовательности:

Подготовка мест опирания.
Подъём габаритной конструкции.
Установка на верхнем поясе опорных поверхностей и их закрепление в проектном положении.
Выверка временных соединений и окончательная фиксация деталей.
Закрепление с помощью сварки.

Создание жёстких соединений достигается после укладки ребристых поперечных перекрытий по верхнему поясу ферм. В случае большого размера крыши, горизонтальная балка усиливается системой продольных и поперечных элементов и подкосов. Работы выполняются профессиональными монтажниками, стропальщиками, имеющими допуск работы на высоте.

Завод ЖБИ — место, где вы сможете приобрести все необходимые материалы.

О компании

ООО «Новотех-Строй» реализует широкий ассортимент материалов для капитального строительства: железобетонные изделия, нерудные материалы, керамзит, бетон, цементный раствор, стеновые блоки, тротуарная плитка и многое другое. В своей работе мы ориентируемся на постоянно растущий спрос со стороны участников строительного рынка.

Гарантии оплата и прочее

«Новотех-Строй» гарантирует качество поставляемой продукции. С каждым клиентом мы заключаем договор, подтверждающий обязательства с обеих сторон.

Мы принимаем оплату как на рассчетный счет, так и наличными.

Мы производим доставку нашей продукции по Казани и Республике Татарстан.

Ознакомьтесь с нашим каталогом. Если Вы по какой-то причине не нашли того, что искали, обратитесь к менеджеру.

Сквозные прогоны

При достаточно больших пролетах (более 10 м) используют сквозные прогоны в виде легких ферм с сжато-изогнутым верхним поясом. Элементы таких прогонов выполняют из горячекатаных или гнутых профилей, а при небольших нагрузках из круглых или квадратных профилей.

Конструктивные решения прогонов пролетами 12 м, разработанные для различных типов профилей, показаны на рис. 1. наиболее рациональной конструкцией надо признать треугольный прогон, что имеет минимальное количество элементов. Верхний пояс таких прогонов состоит из двух швеллеров (горячекатаных или гнутых), а элементы решетки изготавливаются из одиночных швеллеров. Узловые соединения не требуют дополнительных деталей, а выполняются непосредственно сваркой элементов. Для опирания крепления прогонов к верхним поясам стропильных ферм предусмотрены опорные планки, которые закрепляют болтами к фермам.

Сквозная конструкция пролетного строения с параллельными поясами является наиболее жесткой и может быть использована одновременно и как элемент связей по покрытию. Для обеспечения минимальных затрат стали, сечения элементов берут тонкостенные из замкнутого сечения. Верхний пояс для удобного опирания и крепления ограждающих конструкций имеет верхнюю плоскую грань шириной 100 — 120 мм. Кроме того, такая ширина обеспечивает необходимую во время монтажа жесткость прогона в его плоскости. Таким образом сечение верхнего пояса имеет трапециевидную форму, высота которой меняется в зависимости от типа нагрузки. Форма и размеры нижнего пояса зависят от действующих в нем сил. Элементы решетки проектируют из трубчатого или квадратного профиля. Толщину стенок всех профилей при надежной антикоррозионной защите берут 1,5 — 4 мм.

Рис. 1. Решетчатые прогоны пролетом 12 м

При небольших усилиях в элементах сквозных прогонов их можно изготавливать с поясами из горячекатаных уголков и решеткой из круглых или квадратных профилей. Верхний пояс имеет тавровое сечение из двух уголков, а нижний пояс запроектирован из одиночного уголка, повернутого на 45 ° по отношению к вертикальной оси. Стержень решетки изгибается таким образом, чтобы в местах соединения его с поясами создавались прямолинейные участки для наложения сварных швов. Опирание на верхний пояс стропильной фермы осуществляется с помощью коротыша из равнополочных уголков.

Рис. 2. Сквозной прогон

Раскрепление верхних поясов сквозных прогонов в плоскости склона выполняется аналогично сплошным прогонам. При необходимости раскрепление нижних поясов в направлении действия скатной составляющей, предусматривается система связей, которая состоит из распорок, растяжек или раскосов. Они закрепляются в узлах верхних поясов прогонов и расстояния между ними выбираются из условия предельной гибкостью верхнего пояса в горизонтальном направлении в процессе монтажа. Растяжки по нижним поясам располагаются с учетом предельного значения гибкости в том же направлении — 400. Для геометрической неизменности в вертикальной системе в одном из шагов прогонов предполагается постановка раскосов (рис. 3, а)

Рис. 3. Варианты раскрепление решетчатых прогонов

Аналогичного эффекта можно достичь постановкой раскосов между верхними и нижними поясами смежных пролетов (рис. 4, б). И в этом случае размещение раскосов должно удовлетворять требованиям по предельным значениям гибкости поясов в горизонтальном направлении.

Сквозные прогоны могут быть использованы как связи между стропильными фермами в виде распорок (рис. 4, а) или вертикальных связей (рис. 4, б, в).

Рис. 4. Варианты включения решетчатых прогонов в пространственную работу каркаса здания: а — распорки по верхним поясам (Разрезная схема), б — раскрепление нижнего пояса ригелей (Неразрезная схема), в — опирание прогонов на фермы по неразрезной схеме

Расчет сквозных прогонов выполняется аналогично расчету ферм, причем нагрузка от кровли и снега (ветра) прикладывается к верхнего пояса как равномерно-распределенная, что вызывает местные изгибающие моменты в поясе. В виде сосредоточенных сил могут быть приложены нагрузки от технологического оборудования, ремонтников и т.д., что предусмотрено техническим заданием на проектирование.

Опорные крепления металлических прогонов

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 cosα действует в плоскости наибольшей жесткости прогона, а меньшая — q_y = q sinα 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.

Можно ли в считать прогоны распорками?

Всем привет! Просьба разрешить спор, можно ли в стальном каркасе считать прогоны распорками, которые раскрепляют верхний пояс ферм? Мое мнение что прогоны являются распорками.
Мнение коллеги - прогоны не являются распорками, т.к. распорки должны иметь жесткие связи с поясом фермы и должны быть расположены соостно. Пытается в доказательство своего мнения сослаться на СП 16.13330.2017 пункт 15.4.6 По верхним поясам стропильных ферм поперечные горизонтальные связи при покрытии с прогонами следует назначать в любом одноэтажном промышленном здании. Поперечные связевые фермы по верхним и нижним поясам рационально совмещать в плане. Верхние пояса стропильных ферм, не примыкающие непосредственно к поперечным связям, следует раскреплять в плоскости расположения этих связей распорками.

Просьба всех кто имеет опыт в разработке металлоконструкций оставить свой комментарий!!

небольшой начальник в большой местной конторе

поидее их тогда надо опирать сбоку ферм, а не на ферму, что тоже не есть хорошо с точки зрения конструирования и монтажа, а также считать с учетом нормальной силы

Мнение коллеги - прогоны не являются распорками, т.к. распорки должны иметь жесткие связи с поясом фермы и должны быть расположены соостно

Спроси тогда у него: профнастил является раскреплением для прогонов? или он должен быть жестко закреплен и быть расположен соосно с прогоном?
Монтажные распорки должны быть, что бы ферма не завалилась пока к ней прогоны не прикрутили. Раскрепление верхнего в плане снижения расчетной длины прогоны обеспечивают, но по ним должны быть выполнены горизонтальные связи по торцам блока.

Коллеге не мешало бы ознакомится со зданиями построенными еще лет 50-70 назад, где приняты именно такие предпосылки. До сих пор стоят, несмотря на "старания" нерадивых собственников)

Если сжимающая сила большая и значительно влияет на сечение прогона, на работу других конструкций, то наверное стоит пересмотреть подходы к компоновке каркаса. А если нет, то почему бы и не использовать прогон в качестве распорки.

----- добавлено через ~1 мин. -----

Специальный Институт Строительных Конструкций Изделий

В основном это можно и нужно делать, чтобы экономить сталь. Не стоит этого бояться. Серию можно посмотреть, которая последняя на постсоветском пространстве вышла.

__________________
Горев В.В., том 1, стр.109, 1 абзац, 4-ое предложение. Не пугайтесь этого произвола.

Теоретически, устойчивость ферм из плоскости не только прогонами, но и жестким диском покрытия, который связан с этими прогонами. Какое бы не было покрытие (включая панели "сэндвич") нормальную жесткость диск покрытия имеет, а прогон работает совместно с этим диском.
Поэтому прогон является распоркой для ферм (балок и т.п.) покрытия (так как он работает совместно с диском покрытия). Если каким-то иезуитским способом прогон отделить от диска покрытия, при этом оставить его работать на вертикальную нагрузку (добавив какие-то стойки между прогоном и диском покрытия) - тогда этот прогон нужно считать на совместное действие на изгиб и сжатие (с учетом фиктивных сил при потере устойчивости ферм, ветра на торцы и т.д.).

Читайте также: