Елементи покрівельного покриття - ферми в складі покрівельного покриття - ферми - проектування

Кроквяні ферми служать для підтримки конструкцій покрівлі та сприйняття діючих на них навантажень. Конструкції покрівлі разом із кроквяними фермами і зв'язками утворюють покрівельне покриття. Основне призначення покрівельного покриття полягає в захисті приміщення від атмосферних впливів (снігу, дощу, холоду і т. П.). Кроквяні ферми здебільшого спираються на сталеві або залізобетонні колони.

Кроквяні ферми по залізобетонних колон

У промислових спорудах розрізняють теплі і холодні покрівлі.

Теплі покрівлі складаються з несучих плит, утеплювача, асфальтової стяжки і водоізоляційного килима з рулонного матеріалу - руберойду.

Розрізняють два типи покриття - з прогонами і беспрогонное. У першому типі покриття в якості несучих плит можуть застосовуватися стандартні збірні залізобетонні плити, армопенобетонних і армопеносілікатние плити (поєднують функції несучого елемента і утеплювача) і ін.

Ці плити укладаються на прогони, які спираються на кроквяні ферми в вузлах, передаючи на них навантаження. Найбільш поширена довжина плити, яка визначає панель ферми, дорівнює 3 м.

Беспрогонное покриття з теплою покрівлею

Другий тип покриття (беспрогонное), більш поширений, складається з великопанельних залізобетонних плит довжиною 6 м, що спираються безпосередньо на верхні пояси стропильних ферм.

Плити прикріплюються до поясу ферм шляхом приварки до нього куточків (коротишів), які забетоновані в плиту. На великопанельні плити також укладаються утеплювач (якщо вони не виконують одночасно і теплоізоляційних функцій), стяжка і руберойдовий килим.

Холодні покрівлі застосовуються в гарячих цехах і в холодних будинках. Вони здійснюються з хвилястих азбестоцементних листів або, в окремих випадках, з хвилястою стали по прогонах. Поряд з цим холодні покрівлі можна влаштовувати по типу теплих із застосуванням залізобетонних плит, але без утеплювача.

Для забезпечення стоку води даху надають ухил, який в основному залежить від матеріалу покрівлі. Зазвичай ухили покрівлі призначаються:

для покрівлі з рулонних матеріалів

Ухил покрівлі, як правило, створюють шляхом влаштування похилого верхнього пояса кроквяних ферм.

Розрізняють двосхилі і односхилі покрівлі.

Прогони бувають сталеві (суцільні прокатні або гратчасті) і залізобетонні. Прокатні прогони з швелерів або двотаврів важче ґратчастих, але значно простіше і дешевше у виробництві, чим і пояснюється їх переважне застосування. Прокатні прогони встановлюються на похилий верхній пояс ферм; будучи розташовані під кутом до площини дії зусилля, вони піддаються косоокому вигину.

Розрахунок прогонів виробляється на навантаження від ваги покрівлі і снігу.

Це навантаження розкладають на складові по головних осях перетину прогону: qx - нормально до скату, qy - уздовж ската (скатна складова); ці складові згинають прогін в двох площинах.

Максимальні розрахункові моменти відповідно рівні:

Очевидно, що в крайніх двох точках перетину прогону напруги від одночасної дії Мх і Му будуть підсумовуватися. При цьому сумарне напруга не повинна перевищувати розрахункового опору, помноженого на коефіцієнт умов роботи:

Необхідно прагнути до того, щоб напруга σу було значно менше напруги σх. оскільки балкові профілі мають добре розвинений момент інерції щодо осі х - х і порівняно малий момент інерції щодо осі у - у.

Для зменшення напруги про від скатної складової прогони зазвичай раскрепляют гяжамі, поставленими в середині прольоту в площині покрівлі і тим самим вдвічі зменшують значення l в. Тяжі полегшують вирівнювання на монтажі лінії прогонів, покращуючи умови укладання залізобетонних плит.

Пристрій тяжів по прогонах

При косому вигині облік розвитку пластичних деформацій дозволяється тільки для слагающей навантаження, що діє в площині найбільшої жорсткості, т. Е. В площині найбільшого моменту інерції.

Таким чином, робоча формула для перевірки напруги в прокатному прогоні має вигляд

Крім того, необхідна також перевірка прогину прогону в площині його найбільшої жорсткості.

Прикріплення прокатних прогонів до фермам здійснюється на чорних болтах: швелерних прогонів - за допомогою кутових коротишів, приварених до поясу ферм або, як і двотаврових прогонів, - за допомогою планок, приварюється до прогонів знизу і прикріплюються болтами безпосередньо до верхнього поясу ферм.

Двотаврові прогони можуть також прикріплятися за допомогою кутових коротишів.

Ґратчасті прогони застосовуються з гратами з круглої сталі (пруткові прогони). Пруткові прогони можна встановлювати вертикально і похило, т. Е. Перпендикулярно поясу ферм (при ухилах покрівлі до 1: 7).

У всіх випадках, а особливо при похилому положенні прогонів, необхідно розкріплювати їх зв'язками в бічному напрямку (як верхній, так і нижній пояс); зв'язку можуть бути з дроту d = 6 мм.

Застосування ґратчастих прогонів особливо доцільно при прольотах більше 6 м.

На стропильних фермах часто мають у своєму розпорядженні ліхтарі, т. Е конструкції, призначені для освітлення приміщень верхнім світлом і для природної вентиляції (аерації). Ліхтарі для цілей освітлення роблять в тому випадку, коли світловий площі вікон в стінах недостатньо 1.

Ліхтарі можуть бути розташовані вздовж будівлі (поздовжні ліхтарі) і поперек будівлі (поперечні ліхтарі). До конструкцій ліхтаря підвішуються металеві віконні рами або жалюзі. Вся навантаження від покрівельного покриття, що складається з постійного навантаження і снігу, передається на кроквяні ферми або через прогони і ліхтарі, або безпосередньо через великопанельні залізобетонні плити, причому передбачається, що навантаження діють строго в площині ферм.

Поздовжні і поперечні ліхтарі

Насправді цього немає, навантаження прикладається з деяким ексцентриситетом, викликаним конструктивної необхідністю. Ця обставина, а також необхідність запобігання поздовжньому вигину верхнього стиснутого пояса ферм вимагають пристрою зв'язків, які не лежать в площині ферми.

Зв'язки влаштовують: горизонтальні - в площині верхнього пояса, вертикальні - між фермами, розташовуючи їх по кінцях будівлі (або температурного блоку); при цьому утворюються жорсткі панелі.

Зв'язки між кроквяними фермами

Проміжні ферми приєднуються до жорстких панелям прогонами або розпірками. Питання про влаштування зв'язків в промислових будівлях розглянуто в розділі Поперечні рами.

1 Будівельні норми і правила (СНиП), II-B.4 і II-B.5.

«Проектування сталевих конструкцій»,
К.К.Муханов