Різні варіанти конструкцій прогонів наведені в [1]. У цьому посібник детально розглядається розрахунок нерозрізного прогону. Нерозрізні прогони є основним рішенням багатопролітних прогонів в покриттях по несучих дерев'яних конструкцій (ферм). Виконуються вони з двох дощок, які для забезпечення спільної роботи ставляться поруч і скріплюються між собою по всій довжині цвяхами.
Верхні пояси ферм, на які безпосередньо спираються прогони, розташовані не горизонтально, а під деяким кутом до горизонту. Тому поперечний переріз прогону, якщо не вжити відповідних конструктивних заходів, буде розташовано під тим же кутом до вертикальної площини, в якій діють всі навантаження. В цьому випадку прогін буде відчувати косою вигин (рис. 9.), що викличе різке збільшення необхідних розмірів поперечного перерізу.
Мал. 9. Косий вигин прогону
Щоб уникнути перевитрати деревини, застосовують:
а) встановлення прогонів у вертикальній площині;
б) спеціальні конструктивні елементи, що сприймають складові навантажень, спрямовані уздовж ската покрівлі (скатні складові).
Установка прогонів у вертикальній площині дає можливість повно використовувати деревину. Така установка досягається в трикутних фермах, де кут нахилу верхнього пояса великий (зазвичай tga = 0.4 і a = 22 о), за допомогою спеціальних прокладок (рис. 10, а) і в полігональних фермах, де кут нахилу верхнього пояса малий (зазвичай tga = 0.1 і a = 6 о), подрезкой верхнього пояса (рис. 10, б).
Установка прогонів у вертикальній площині:
а - для трикутної ферми, б - для полігональної
При похилій установці прогонів для сприйняття скатних складових використовується настил покрівлі. У цьому випадку особливого значення набуває косою захисний настил, що значно збільшує жорсткість покрівлі. Обидва настилу пришиваються цвяхами до прогонів, і всі зусилля, що діють уздовж ската, передаються на коньковий прогін, який виконується парним (рис. 11.) і спеціально розраховується або зв'язується з таким же прогоном з іншого боку коника.
Кожен ряд дощок (всього в поперечному перерізі два ряди) являє собою консольно-балочную систему з шарнірами в кожному прольоті. Стики кожної з дощок (полупрогонов) розташовуються вразбежку в зонах найменших згинальних моментів нерозрізний балки, навантаженої рівномірно розподіленим навантаженням, тобто на відстані 0,20-0,21 вправо і вліво від опори.
Мал. 11. З'єднання крокв, що перешкоджає косоокому
Мал. 12. Нерозрізний прогін
Стики здійснюються простий приторцовки елементів і постановкою в безпосередній близькості від стику (по обидві його сторони) спеціального цвяхового забою. Такий прогін показаний на рис. 12.
Для спареного нерозрізного прогону найбільш вигідною є схема, при якій крайні прольоти мають меншу довжину, рівну 0,79.
Мал. 13. Розрахункова схема прогону
Розрахункова схема прогону. Прогін розраховують як багатопрогонових нерозрізну балку (рис.
13.), в цьому випадку найбільші значення згинальних моментів матимуть на опорах. Їх величина буде однаковою і складе:
Величини прогинів у всіх прольотах також будуть однакові і рівні:
У разі застосування нерозрізного прогону з рівними прольотами в крайніх прольотах значення моменту і прогину зростають і будуть відповідно рівні:
В цьому випадку в межах крайнього прольоту і другий опори (до першого шарніра в другому прольоті) перетин прогону слід посилити постановкою додаткової третьої дошки.
Визначення навантажень на прогін. слід починати з виділення вантажний пощади прогону. З рис. 14. ясно, що ширина смуги вантажний площі прогону дорівнює d, в разі якщо верхній пояс ферми горизонтален.
Мал. 14. Вантажна площа прогону при горизонтальному верхньому
При похилому верхньому поясі ширина вантажної смуги прогону очевидно буде дорівнює d / cosa, де a - кут нахилу покрівлі до горизонту.
Тоді нормативна погонне навантаження на прогін від дії власної ваги (прогін встановлений на верхньому поясі за схемою рис. 9. і скатну складову навантаження сприймає жорсткий косою настил):
де - власна вага одного погонного метра прогону,
на попередньому етапі розрахунків можна
приймати рівним 15-25 кг / м,
- нормативне навантаження на 1 м 2 від власної ваги
покрівлі (таблиця 1).
Розрахункова погонна навантаження від дії власної ваги:
де - розрахункове навантаження на 1 м 2 від власної ваги покрівлі (таблиця 1).
Розрахункова погонна навантаження від ваги снігу:
Нормативна погонне навантаження від ваги снігу:
Розрахунок міцності прогону. працюючого на поперечний вигин, проводять за формулою:
де - згинальні напруги,
- максимальний згинальний момент від дії
- момент опору поперечного перерізу.
Максимальний згинальний момент для розрахункової схеми, наведеної на рис. 13. виникає на опорах і визначається як:
де Qи p - відповідні розрахункові погонні навантаження на
прогін, - проліт прогону.
Розрахунок за деформаціями (на прогин) проводять на дію нормативних погонних навантажень за формулою:
де - момент інерції поперечного перерізу прогону, а граничне значення приймається рівним 1/200 від прольоту прогону.
Місце стику дощок посилюється спеціально забиваються цвяхами (так званий цвяховий забій - рис. 15.).
Розрахунок цвяхового забою зводиться до визначення кількості цвяхів і призначенням їх діаметра.
Мал. 15. Схема до розрахунку цвяхового забою
Поперечну силу Q припадає на вісь цвяхового забою можна знайти як:
З іншого боку поперечну силу повинні сприймати цвяхи забою, що працюють на зріз:
Прирівнюючи ці дві сили, щодо кількості цвяхів можна отримати формулу:
де - несуча здатність одного цвяха на зріз. З'єднання односрезную несиметричне, тому розглядаються три можливі несучих здатності одного зрізу [1], з яких вибирається мінімальне значення.
де: с - товщина дошки (см), а 2 - довжина затисненої частини цвяха (см), k н - коефіцієнт, що приймається за додатком 6, d - діаметр цвяха (см). Довжина А2 підраховується як:
де: - довжина цвяха.