Расчет изгибаемых элементов

Проверяется прочность, устойчивость общая и местная, деформации. Изгиб может быть в одной и двух плоскостях (плоский и косой). Проверки могут делаться по упругой и упруго-пластической стадии работы материала. Поскольку сталь на начальной стадии работы наиболее близко подходит к идеально упругому телу, рассматриваемому в сопротивлении материалов, расчет часто ведется по формулам этой дисциплины или приведенным к ним.

При расчете на прочность в упругой стадии нормальные напряжения проверяются по 2-й стадии работы сечений (см. рис. 4.1).

Нормальные напряжения при плоском и косом изгибе проверяются по формулам:

.

Касательные напряжения проверяются по формуле Журавского

.

При наличии отверстий вводится коэффициент , где а – шаг отверстий; d – диаметр отверстий.

При наличии местных напряжений (см. рис. 3.3) стенка балки проверяется по условию

где , ; t – толщина стенки балки; – статический момент сечения пояса балки относительно ее центра тяжести; толщина пояса проверяемой балки; b – ширина полки вышележащей балки; J – учитывается с коэффициентом а (см. выше).

Проверка общей устойчивости балки производится по формуле

,

где принимается по [1, прил. 7], при этом последовательно определяются для сжатого пояса.

При достаточной ширине сжатого пояса балки меньше или равной предельных значений [1, табл. 8], либо при передаче нагрузки через сплошной жесткий настил, непрерывно опирающийся на сжатый пояс, – проверки общей устойчивости можно не делать ( пояс балки).

Проверка деформаций при плоском и косом изгибах выполняется по формулам:

, .

Деформации определяются от воздействия моментов по нагрузкам с коэффициентом .

Расчет на прочность при пластической работе материала может выполняться для разрезных балок сплошного постоянного сечения из сталей с пределом текучести до 530 МПа, несущих статическую нагрузку. Он ведется по 3-й стадии, когда в сечении имеется упругое ядро. В балках переменного сечения расчет с развитием пластических деформаций допускается только для одного, наиболее загруженного сечения.

Положение нейтральной оси в этом случае определяется из условия :

нейтральная ось делит площадь сечения пополам. Воспринимаемый сечением момент найдем из условия

, ,

Обозначим , тогда и

где пластический момент сопротивления.

Вычислим его для прямоугольного сечения:

.

Найдем соотношение между пластическими упругим моментами сопротивления:

,

отсюда . Но сечение по 4-й стадии работать не может, пластические деформации стали ограничены. Для ограничения больших деформаций необходимо упругое ядро. Допустим полные деформации в 4 раза больше упругих, т. е. упругое ядро сечения имеет высоту, равную 1/4 h (рис. 4.3). Потеря в моменте сопротивления

,

что в относительных единицах составляет

.

С учетом наличия упругого ядра , что и приведено в [1, табл. 66] для прямоугольного сечения. Там же даются значения и для других наиболее распространенных сечений. Расчет на прочность разрезных балок сплошного сечения по упруго-пластическому моменту сопротивления, на нагрузку, действующую в одной из главных плоскостей, следует выполнять по формулам: , На косой изгиб расчет по пластическим моментам сопротивления следует выполнять по формуле .

При тех же условиях и ≤ 0,5 . Здесь – толщина стенки, h – высота.

Расчет опорных сечений балок в этих случаях (при и ) следует выполнять по формуле .

При наличии зоны чистого изгиба ( на значительной длине) , заменяются на , и ( среднее значение).

При одновременном действии в сечении момента M и поперечной силы Q коэффициент с₁ следует определять по формулам:

при при , где

здесь а – коэффициент, равный 0,7 для двутаврового сечения, изгибаемого в плоскости стенки, и 0 – для других типов сечений; с – коэффициент, принимаемый по [1, табл. 66]; с₁ – коэффициент, принимаемый не менее 1 и не более коэффициента с.

5. Соединения предназначаются для укрупнения элементов, обеспечения сплошности конструкций, восприятия и передача действующих усилий в узлах конструкций. От правильного выбора типа соединений и обеспечения их прочности при работе на силовые воздействия зависит надежность сооружения в целом. В строительных металлических конструкциях применяются два основных вида соединений: сварные и болтовые. Заклепочные соединения в настоящее время практически не применяются. Каждый вид соединений имеет положительные и отрицательные свойства. Сварные, болтовые и заклепочные соединения в конструкциях из алюминиевых сплавов рассчитываются и конструируются аналогично соединениям стальных конструкций. Расчетные сопротивления и коэффициенты условий работы принимаются в соответствии со СНиП 11-24-74 «Алюминиевые конструкции». В зависимости от места производства работ различают заводские соединения, выполненные на заводе-изготовителе металлических конструкций, и монтажные, выполненные на строительной площадке.

5.1Электродуговая сварка — наиболее распространенный вид сварки в строительстве — изобретена в 1882 г. русским инженером Н. Н. Бенардосом и усовершенствована в 1888 г. Н. Г. Славяновым. Принцип сварки плавящимся электродом основан на образовании электрической дуги между стальным стержнем — электродом и соединяемыми деталями. Под влиянием высокой температуры дуги металл электрода и соединяемых элементов расплавляется, перемешивается и образует сварной шов, соединяющий детали вместе. В строительстве применяют следующие виды электродуговой сварки: ручная, автоматическая, полуавтоматическая и газоэлектрическая. Начинают применять также контактную сварку нагревом с использованием давления. Для сварки толстых стальных листов применяют электрошлаковую сварку. При ручной сварке применяют штучные электроды (стальные стержни) со специальным покрытием — обмазкой, назначение которой — защищать расплавленный металл от проникновения в него из воздуха вредных примесей (кислорода и азота), стабилизировать горение дуги и легировать металл шва. Сварка голыми, не обмазанными электродами приводит к образованию некачественных хрупких швов. Электроды маркируются буквой Э и числом, обозначающим значение временного сопротивления наплавного металла шва в кгс/см2, которое должно быть не ниже временного сопротивления металла свариваемых элементов. Для сварки конструкций из стали СтЗ применяют электроды с толстой обмазкой марки Э42. В конструкциях из стали СтЗ, работающих на динамические нагрузки, применяют электроды Э42А, обеспечивающие более пластичный наплавленный металл шва. Для сварки конструкций из низколегированных сталей применяют электроды Э50А, Э55 и др. Качество сварных швов при ручной сварке зависит от марки применяемого электрода, квалификации сварщика, расположения швов в пространстве и т. д.

5.3 В сварных строительных инструкциях применяют такие основные типы соединений: 1) стыковые, когда соединяемые элементы представляют один другому торцами или кромками встык, и один элемент является одолжением другого, а зазор между кромками свариваемых элементов заполняется наплавленным металлом; 2) внахлестку, когда соединяемые детали своими поверхностями частично находят друг на друга; 3) комбинированные, когда стыковое соединение усиливается накладками, приваренными внахлестку; 4) угловые, когда свариваемые элементы расположены под углом друг к другу; 5) тавровые (впритык).

5.4Расчет стыковых швов

В стыковом шве распределение напряжений по длине шва принимается равномерным; рабочая толщина шва принимается равной толщине стыкуемых элементов (и меньшей, если толщины различны). Поэтому напряжение в шве, расположенном перпендикулярно оси элемента (рис. 77, а):

(47)

где N—расчетное усилие (с коэффициентом перегрузки);

d_ш—рабочая толщина шва;

l_ш — расчетная длина шва, равная фактической длине, если места зажигания и тушения дуги выведены за пределы сечения элемента (что обычно имеет место, рис. 69); в противном случае l_ш = l — 10 мм, где l— ширина элемента;

R^св—соответствующие расчетные сопротивления стыкового шва сжатию или растяжению.

Если расчетное сопротивление сварки R^св меньше расчетного сопротивления основного металла R и в стыкуемом элементе нет запасов в напряжениях, рабочее сечение шва может оказаться недостаточным; тогда для увеличения длины шва его приходится делать косым (рис. 77, б). Косые швы с наклоном реза 2:1, как правило, равнопрочные с основным металлом и потому не требуют проверки; однако в отдельных случаях, когда необходимо снижение напряжений, например при вибрационной нагрузке, приходится рассчитывать и косые швы. В этом случае, разложив действующие усилия на направления перпендикулярно оси шва и вдоль шва, находим напряжения:

перпендикулярно шву

(48)

вдоль шва

(49)

Здесь l_ш — расчетная длина косого шва.

Расчет угловых швов

В обычных угловых швах (фланговых, лобовых), выполненных ручной сваркой, расчетная высота рабочего сечения d_ш (рис. 75, а) принимается по биссектрисе угла сечения валика равной (без учета наплыва) d_ш, = 0,7 h_ш, где h_ш—толщина шва (по катету); в пологих швах — d_ш принимается по меньшему катету. В вогнутых швах за d_ш принимается фактическая толщина шва по биссектрисе (рис. 75, б). При глубоком проплавлении автоматической или полуавтоматической сваркой (или специальными электродами с тугоплавкими обмазками— ультракороткой дугой) принимаются большие величины рабочей толщины шва — вплоть до d_ш = h_ш (рис. 75, в).

Рис. 74. Расчетные размеры стыковых швов

Рис. 75. Расчетные размеры угловых швов

а - нормального; б — вогнутого; в—при глубоком проплавлении

Распределение напряжений по длине швов (лобовых, фланговых) или при обварке по контуру принимается равномерным.

Таким образом, напряжение в угловом шве определяется по формуле

(50)

Здесь d_ш = bh_ш, где коэффициент b принимается равным: при ручной сварке b = 0.7; при полуавтоматической сварке b=0,8; при автоматической сварке и ультракороткой дуге (при однопро­ходной сварке) b =1.

При прикреплении несимметричных профилей, например уголка (рис. 76), длины или площади швов должны быть так распределены, чтобы прикрепляемый элемент не получал дополнительного изгиба от эксцентриситета (площади швов должны быть распределены обратно пропорционально расстояниям от шва до оси элемента).

Таким образом, при требуемой площади швов

(51)

площадь большего шва равна

(52)

площадь меньшего шва равна

(53)

Рис. 76. Прикрепление уголка

Во избежание пережогов при прикреплении фасонных профилей (уголков, швеллеров) наибольшая толщина углового шва принимается не больше 1.2d (рис. 77,а); здесь d—толщина прилегающей к соединению части профиля (например, полки уголка или стенки швеллера).

Рис. 77. Предельные размеры сварных соединений

а — прикрепление фасонных профилей; б— фланговые швы; в — прерывистые швы; г — нахлёстка с лобовыми швами

Наименьшая толщина угловых швов принимается в зависимости от толщины прикрепляемых элементов и составляет:

При толщине элементов	4—9	10 - 14	15-25	26-40	>45 мм
Толщина шва					12 мм

Толщины угловых швов должны быть по возможности унифицированы. Наиболее рационально иметь в конструкции не более двух размеров толщины (чаще всего 6 — 8 мм). Для того чтобы избежать чрезмерно длинных прикреплений, длине каждого флангового шва, передающего продольную осевую силу, огра­ичивается величиной 60h_ш; наименьшая расчетная длина флангового или лобового шва принимается равной 40 мм или 4h_ш в связи с резкой концентрацией напряжений в коротких швах (рис. 77, б).

При малых усилиях могут применяться прерывистые угловые швы. Они нерациональны как по характеру их работы, так и по производственным условиям, но дают экономию наплавленного металла. Усилие передается на участки прерывистого шва поровну, Расстояние между участками прерывистого шва в сжатых элементах по условиям устойчивости сплачиваемых элементов должно составлять не более 15 d (где d — толщина самого тонкого элемента), в растянутых — не более 30 d(рис. 77, в).

При простой нахлестке элементов, соединяемых двумя лобовыми швами, расстояние между швами с точки зрения уменьшения сварочных напряжений должно быть не менее 5 d (рис. 77, г).

5.2 1.Для соединения элементов металлоконструкций, кроме сварки, применяются болты и заклепки. Болтовые соединения используют чаще всего при монтаже металлических конструкций. Болтовые монтажные соединения отличаются простотой исполнения, так как не требуют специального оборудования и горячих процессов. В связи с широким применением сварки и значительными ее преимуществами применение заклепок в металлических конструкциях в настоящее время сильно сократилось. Заклепки используют тяжелых конструкциях с динамическими и вибрационными нагрузками. В строительных конструкциях применяют болты грубой и нормальной точности, высокопрочные и анкерные. Диаметр отверстий соединяемых элементах для болтов грубой и нормальной точности и высокопрочных должен быть на 2... 3 мм больше диаметра ртов, а для болтов повышенной точности — принимается равным диаметру болтов с допуском +0,3 мм. Затем путем горячей или холодной клепки заклепки осаживается и утолщается, плотно заполняя отверствие, и из выступающей части стержня формируется замыкающая головка. В зависимости от вида напряженного состояния, вида болтов и заклепок и качества отверстий установлены расчетные сопротивления заклепочных и болтовых соединений, значения которых водятся в нормах проектирования стальных конструкций.

2.При обычных заклепках толщина соединяемого пакета должна быть не более пяти диаметров заклепки, а при заклепках с повышенными головками — не более семи диаметров. При необходимости соединения пакета большей толщины следует применять болты повышенной точности. Расчет заклепок и болтов грубой, нормальной и повышенной точности на сдвиг. Приложенные, к болтовому или заклепочному соединению усилия стремятся сдвинуть соединяемые элементы друг относительно друга. Взаимному сдвигу элементов препятствуют болты или заклепки соединения. Болты или заклепки в этом случае находятся в условиях сложного напряженного состояния, так как испытывают одновременно срез, изгиб и смятие. Поскольку срез и смятие являются определяющими в работе болтовых и заклепочных соединения при сдвиге, то расчет обычных болтов и заклепок условно ведут на срез, а соединяемых элементов — на смятие. Расчет производят исходя из условия равномерного распределения действующего усилия между всеми заклепками или болтами соединения. По контакту соединяемых элементов возникают силы трения, которые воспринимают сдвигающие усилий, Действующие на соединение. Таким образом, высокопрочные болты работают на растяжение, а сдвигающие усилия уравновешиваются силами трения между соединяемыми элементами.

6. Балки — наиболее массовый строительный элемент. Предназначены для восприятия нагрузок, приложенных в пролете, передачи их на опоры и работают на поперечный изгиб. Необходимую жесткость на изгиб балке придают горизонтальные элементы — пояса. Сопротивление сечения сдвигу, возникающему от действия поперечных сил, обеспечивает соединяющая пояса вертикальная стенка. По статической схеме балки могут быть однопролетными, многопролетными разрезными и неразрезными, консольными. ТИПЫ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ БАЛОК С точки зрения расхода материала наиболее выгодна двутавровая форма сечения балок. Различают следующие типы балок: Прокатные балки — чаще всего двутавры с параллельными или наклонными внутренними гранями полок. Применяются также горячекатаные или гнутые одиночные и спаренные швеллеры. Прокатные балки используются обычно при не больших пролетах

Составные сварные одностенчатые балки, в которых пояса соединяются со стенкой сварными швами, применяются тогда, когда несущая способность или жесткость прокатных балок недостаточна. Составные одностенчатые балки, в которых пояса соединяются со стенкой высокопрочными болтами, хорошо работают при действии больших динамических нагрузок. Составные двухстенчатые (коробчатые) балки обладают пространственной жесткостью и что работают на кручение. Применяются в основном в конструкциях подъемно-транспортного оборудования. Балки с перфорированной стенкой конкурируют с составными при сравнительно небольших нагрузках, когда поперечная сила в сечениях невелика. Генеральными размерами балок являются пролет I — расстояние между центрами опор — и высота сечения h. Пролеты балок устанавливаются исходя из архитектурно- планировочных решений сооружений. Высота назначается при расчете балок в зависимости от пролета, нагрузки, прочности материала и заданного допустимого прогиба по соображениям минимальных затрат металла.

6.3Металлические балки рассчитываются из условий прочности, жесткости с минимальными затратами металла.

Расчет на прочность осуществляется по правилам, изложенным в курсе сопротивления материалов, расчет на жесткость сводится к определению прогиба балки f и сравнение его с допускаемы прогибом f_u, который он не должен превышать.

Так как пролеты, нагрузки и назначения балок различны, то установление конкретных допускаемых величин прогибов балок f_u невозможно. Поэтому при определении жесткости балок используют относительный прогиб f_u/l, показывающий, какую часть пролета не должен превышать фактический прогиб балки (например: 1/250, 1/400, 1/600 и т.д.). Зная из строительных норм предельный относительный прогиб для проектируемой балки, можно из него получить для этой балки величину допускаемого прогиба f_u.

Учитывая это, оптимальную относительную высоту главных балок можно назначать в пределах 1/10...1/12 пролета балки. Для второстепенных балок при величине предельного прогиба 1/250 высота сечения может быть уменьшена до 1/20 пролета балки.

В балочных клетках главные балки устанавливаются с шагом L = 7...8 м, второстепенные с шагом В = 1,5...3,0 м. Балки под металлический литовой настил устанавливаются с шагом 0,5...1,2 м, под профилированный настил 2...3 м, под железобетонный настил 2...6 м.

Нагрузки, действующие на балки гражданских и общественных зданий, как правило, являются равномерно распределенными. Зная величину нагрузки, приходящуюся на 1 м2 площади перекрытия (собственный вес перекрытия, временные, длительные, кратковременные нагрузки) и определив грузовую площадь одного погонного метра длины (рассчитываемой балки (рис.6.5.), получим расчетную нагрузку .на 1 погонный метр балки q = g*а, кH/м, или q = g*l, кH/м.

7.

Колонны: постоянного сечения-для зд-ний с напольным транспортом и подвесными кранами; с уступом для укладки-для зд-ний с мостовыми кранами.

Рассчитывают: на вертикальн. постоянные нагрузки от веса покрытия, стенового ограждения, собственного веса, на верт. временные снеговые нагрузки, нагрузки от кранов, на гориз. временные ветровые нагрузки и нагрузки, возникающие при торможении кранов.

Поперечная рама, сост. из 2х колонн, шарнирно связанная с ригелем, однажды статич. неопределима.(рис.2). Продольное усилие в ригеле: х=х_w+х_q, где х_w=0,5(W^’₁- W₁).

От равномерно распределенной ветровой нагрузки на колонны: х_q=(3/16)H(-q_ak+q_OT)

От стенового ограждения( условно считая, что вертикальное усилие от стенового ограждения приложено по середине высоты колонны) х_ст=9М_СТ/8Н, где М_СТ=Р_сте,

Е=h_ст/2+h_k/2-расстояние между серединой стенового ограждения и осью колонны.

Высота сечения колонны принимается 1/8-1/15H.Ширину b≥h_к/5.Сечение колонн проверяют на расчетное сочетание нагрузок; в плоскости рамы- как сжатоизг. Элемент; из плоскости рамы- как центрально-сжатый элемент. Предельная гибкость для колонн 120. При определение гибкости расч. длину колонн: в плоскости рамы- принимают L₀=2,2Н; из плоскости рамы-равной расстоянию между узлами верт. Связей, поставленных по колоннам.

Стойки: явл-ся сжатыми или сжато-изогнутыми несущими конструкциями, опирающимися на фундаменты. Применяют: в виде вертик. стержней, поддерж. покрытия и перекрытия, стоек подкосных систем, жестко заделанных стоек однопрол. и многопрол. рам.Клееные и из цельных эл-ов. Решетчатые стойки могут быть с параллельными поясами или с одним наклонным поясом. Элементы решетчатых стоек соедин-ся в узлах на болтах. Конструкции стоек приведены на рис.3.

Расчет:вычисление усилий в стойках производят с учетом приложенных к стойке нагрузок. Для стойки, входящей в состав рамы, на рис.4, максим. Изгиб. Моменты вычисл. При ветре слева М_л и справа М_пр

Экцентрисетет:- для постоянного высотой сечения, решетчатых стоек с параллельными поясами=0; - для клееных стоек переменного сечения е=0,5( h-h_в);- для решетчатых треугольных стоек е=0,5 h₀.

Стойки составного сечения: при сжатие-

При сжатие с изгибом:

Т.к. гибкость стойки увеличився за счет гибкости одной ветви и податливости соединений, которыми креплены ветви:

Где µ_у- коэфф. приведения гибкости, учитыв. увеличение гибкости за счет податливости соединений и гибкости ветви, λ_у-гибкость всей стойки, κ_с- коэфф. Податливости соединения, b и h- размеры сечения стойки по наружному контуру, см,n_ш- число швов, по которым может произойти взаимный сдвиг стойки, l₀- расчетная длина всей стойки, n_с- количество срезов соединений( болтов) в одном шве на 1м стойки.

8.1Фермы различного назначения находят самое широкое применение как в гражданском, так и в промышленном строительстве. В гражданских и общественных зданиях фермы в основном применяются при осуществлении перекрытий над различными помещениями, (например: такими, как зрительные залы театров, дворцов культуры и дворцов спорта, над выставочными павильонами, ангарами, крытыми рынками, вокзалами. Фермы используются и в других сооружениях общественного назначения, к которым, , можно отвести радио - телевизионные башни и мачты.

Фермы представляют собой стержневые системы, элементы которых, как правило, работают на сжатие или растяжение (т.е. без изгиба), хотя в целом фермы предназначены для работы именно на изгиб.

Размеры и конструктивные формы современных ферм весьма разнообразны - от легких прутковых ферм - прогонов, поддерживающих кровлю между стропильными фермами, до пролетных тяжелых ферм мостов, несущих значительные нагрузки.

По видам фермы можно разделить на следующие основные группы:

1. Однопролетные фермы (рис.8.1а),

2. Многопролетные неразрезные фермы (рис.8.16),

3. Консольные фермы (рис.8.1в),

4. Рамные и арочные фермы (рис^.1г,д),

5. Висячие фермы с использованием канатов (рис.8.1е),

6. Вертикальные фермы башен и мачт (рис.8.1ж),

7. Комбинированные системы, т.е. балки, усиленные дополнительными ферменными элементами (рис.8.1.з),

8. Вантовые фермы (рис. 8.1.и).

Следует иметь в виду, что ферменные конструкции могут также использоваться в каркасах и перекрытиях общественных здании в качестве различных связей и для придания устойчивости сооружения. Т.е. назначение металлических ферм весьма обширно. Но основным видом ферм, применяемым в гражданском строительстве, являются стропильные фермы зданий, поддерживающие кровлю, и подвесные потолки, основам расчета и проектирования которых посвящается настоящая лекция.

8.2Стропильные фермы служат в качестве несущих конструкций покрытий. Они воспринимают нагрузки в пролете от кровельного настила и расположенных на нем паро-, тепло- и гидроизоляции. К стропильным фермам могут подвешиваться подъемно-транспортное или другое технологическое оборудование и подвесной потолок. Фермы, в стержнях которых усилия сравнительно невелики (1500—2000 кН), называют легкими, так как их стержни выполняют из легких прокатных профилей. Такие фермы обычно применяют при пролетах до 50 м, В покрытиях больших пролетов (до 120 м) применяют тяжелые фермы. Фермы состоят из верхнего и нижнего поясов и соединяющей их решетки—раскосов и стоек. Участки поясов 1т между узлами примыкания решетки называются панелями. Для опирания стандартных железобетонных ребристых плит покрытия на узлы верхнего пояса длина панелей верхнего пояса в типовых фермах унифицирована и принимается равной 3 и. Схема очертания поясов определяется типом кровли, условиями отвода воды с покрытия, требованиями экономии металла или снижения трудозатрат при изготовлении.

8.3Генеральными размерами ферм являются: пролет I — расстояние между центрами опор, высота в середине пролета h и высота на опорах. Выбор этих размеров существенно влияет на металлоемкость ферм, стоимость изготовления, условия транспортирования от завода-изготовителя к месту строительства, скорость монтажа. Пролеты стропильных ферм определяются технологической или архитектурной схемой зданий. Для снижения стоимости заводского изготовления пролеты ферм следует назначать унифицированными — кратными модулю 6 м (12, 18, 24, 30, 36 м и т. д.). Для промышленных зданий модульность пролетов обязательна. Для общественных зданий по условиям архитектурно-планировочных решений пролеты ферм могут назначаться любыми, однако желательно принимать их кратными трехметровому модулю. При назначении высоты фермы Л посередине пролета должны рассматриваться следующие условия: обеспечение наименьшей массы; возможность перевозки от места изготовления к месту монтажа; обеспечение уклонов поясов, зависящих от материала кровли. Оптимальная высота ферм зависит от очертания поясов, системы решетки, числа панелей и обычно оказывается сравнительно большой (отношение высоты фермы к пролету). Такая большая высота не может быть принята по соображениям транспортирования и монтажа ферм. По условиям транспортирования расположенных в плоскости верхних поясов стропильных ферм, и вертикальных связей между фермами. В покрытиях промышленных зданий могут также устраиваться связи в плоскости нижних поясов ферм.

8.4Покрытие включает стропильные фермы, связи между ними, прогоны и кровлю. Для промышленных и гражданских зданий и сооружений применяют теплые и холодные кровли.

По металлическим стропильным фермам наибольшее применение получили легкие теплые кровли (см. при-лож. 18), состоящие из стального профилированного настила, эффективного утеплителя, асфальтовой стяжки и 3—4-слойного рубероидного ковра на битумной мастике ( 78). Такие кровли укладывают на прогоны в виде прокатных или гнутых швеллеров с шагом 3 м, прикрепленных к верхним поясам ферм в узлах при помощи уголков-коротышей, или непосредственно на верхние пояса ферм, установленных с шагом 3—4 м. Преимущество таких покрытий — их малый собственный вес, не превышающий 300—500 Н/м2.

Профилированный настил прикрепляется к прогонам и верхним поясам ферм самонарезающими болтами диаметром 6 мм, устанавливаемыми с шагом 300 мм, а сопряжение листов друг с другом осуществляют специальными заклепками диаметром 5 мм. Наряду с указанными покрытиями по прогонам применяют также легкиекерамзитобетонные плиты, выполняющие одновременно несущую и теплозащитную функции, и трехслойные асбестоцементные панели со средним слоем в виде эффективного утеплителя.

В беспрогонных схемах стропильного перекрытия могут быть использованы крупнопанельные ребристые железобетоные плиты размерами 1,5X6 и 3X6 м, высотой 300 мм и 3X12 м, высотой 450 мм. Плиты прикрепляют к верхним поясам ферм при помощи сварки закладных деталей. Недостаток таких покрытий — большой собственный вес железобетонных плит (1600—1900 Н/м2), который требует значительного увеличения материала на основные несущие конструкции покрытия.

В неотапливаемых зданиях и сооружениях могут применяться холодные кровли из мелкоразмерных стеклянных асбестоцементиых и других плиток, из стеклоблоков истеклопрофилита, профилированного настила и стеклопластика, а также из железобетонных плит без утеплителя ( 79). Холодные покрытия легкого типа решаются по прогонной схеме с введением дополнительных распределительных профилей между прогонами для крепления мелких плиток.

В стропильных перекрытиях применяют сплошные из прокатных или гнутых профилей и решетчатые прогоны. Сплошные прогоны применяют при шаге ферм не более 6 м и. в зависимости от назначения имеют различное расчетное сечение ( 80).

Расчет сплошных прогонов производят на нагрузку от веса кровли и снега (для прогонов кровли) и на нагрузку от веса подвесного потолка и полезной нагрузки на него (для прогонов подвесного потолка). Расчетная схема сплошного прогона аналогична расчетной схеме однопролетной разрезной балки

Случай косого изгиба имеет место при угле наклона верхнего пояса стропильной фермы к горизонтали более 20°. При больших уклонах верхнего пояса фермы скатная составляющая стремится опрокинуть прогоны. Чтобы избежать этого, все прогоны вдоль скатной образующей связывают между собой тяжами из арматурной проволоки диаметром 16—18 мм, которые в коньке прикрепляются к поясам несущих конструкций [12]. Решетчатые прогоны целесообразно применять при шаге стропильных ферм более 6 м, так как применение сплошного прогона в этом случае требует большого расхода металла.

Простой и наиболее легкой конструкцией решетчатого прогона является прутково-шпренгельный прогон с решеткой и нижним поясом из круглой стали ( 83). Недостаток такого прогона в сложности контроля сварных швов в узлах сопряжения прутков решетки с нижним поясом, а также в необходимости аккуратной транспортировки и монтажа.

В практике строительства наибольшее применение в последнее время получил решетчатый прогон из прокатных элементов, разработанный ЦНИИпроектстальконструкцией ( 84). Верхний пояс этого прогона решен в виде неразрезной трехпролетной балки из спаренных швеллеров, что обеспечивает его малый вес и высокую устойчивость при внецентренном сжатии. Сопряжения элементов в узлах выполняют на электрозаклепках или сварными швами, что создает высокую надежность при эксплуатации. Расчет решетчатых прогонов производят по аналогии с расчетом стропильных ферм