Балки и прогоны цельного сечения

Балки и прогоны из отдельных брусьев, досок на ребро.и бревен, как правило окантованных, являются несущими конструкциями по­крытий, рабочих площадок, платформ и элементами ряда сооруже­ний из дерева. В виду ограниченности размеров сечений и длины лесоматериалов такие балки применяют при пролетах до 6 м и от­носительно небольших нагрузках.

Балки и прогоны покрытий (рис. 11.1) являются опорами насти­лов и укладываются на стены, стойки и основные несущие конструк­ции с шагом от 1 до 3 м. Они бывают однопролетными, свободно опертыми и многопролетными неразрезными и консольно-балочны-ми. Балки и прогоны рассчи­тываются на изгиб от рав­номерно распределенной на­грузки q, которая состоит из собственной массы покры­тия g и снега р, отнесенных к горизонтальной проекции покрытия. При угле накло­на покрытия аи шаге расста­новки прогонов и балок В нагрузку находят из выра­жения q=(g + p)B. Макси­мальный относительный прогиб балок и прогонов покрытий не должен превы­шать 1/200 пролета.

Однопр о" летные балки ставятся, как пра­вило, в покрытиях относи­тельно небольших размеров наклонно вдоль скатов кры­ши и опираются на продоль­ные стены и коньковые про­гоны. Они рассчитываются на изгиб как свободно опер­тые балки на опоры разной высоты. При расчете в ка­честве пролета / удобно принимать го]эизонтальную проекцию действительного расстояния между опорами балки. В таких балках кроме изгибающих момен­тов возникают еще продольные силы — сжимающие при закрепле­нии от продольных смещений нижнего конца и растягивающие при закреплении верхнего конца. Они возникают от действия скатной составляющей нагрузки, достигают максимального значения у закрепленного конца, уменьшаются^в^вое в " середине пролета и отсутствуют, у свободного конца балки. При расчете балок покры­тий, имеющих уклон, как правило, не превышающий 1: 2, эти усло­вия обычно не учитываются, как мало влияющие на их несущую способность.

Однопролетные прогоны представляют собой продоль­ные ряды свободно опертых балок, установленных на основные не­сущие конструкции и поперечные стены крыщи. Нейтральные оси их сечений получают при этом такой же уклон к горизонту, как и покрытие. Прогоны соединяются по длине на опорах при помощи косого прируба или дощатых накладок. От сползания по скату про-

149-

Рис. 11.1. Цельные прогоны покрытий:

— прогон; 2 — болт; 3 — гвозди; 4 — бобышки

гоны удерживаются отрезками толстых досок — бобышками, приби­ваемыми к опорам гвоздями или металлическими уголками. Доща­тыми прибоинами снизу к концам прогонов основные несущие кон­струкции закрепляются в покрытии от выхода из плоскости.

Прогоны рассчитывают на изгиб от действия только нормальной составляющей нагрузки от настила, определяемой с учетом шага прогонов q_x=q cos а, если настил, как, например, двойной пере­крестный, воспринимает скатные составляющие, и могут при этом иметь любое, в том числе дощатое, сечение. Если такой настил от­сутствует, прогоны работают и рассчитываются на косой изгиб от нормальной и скатной q_y=qsin а составляющих нагрузки по фор­мулам (5.8) и (5.9) и изготовляются из брусьев или бревен, в кото­рых косого изгиба не возникает. Расчет на косой изгиб приведен в § 5.2.

Гвозди крепления бобышек работают и рассчитываются на скат­ную составляющую опорных реакций соседних прогонов, равную R_y=q_yl, как несимметричные односрезные соединения с изгибаемы­ми гвоздями по формулам (6.4), (6.6) и (6.9).

Спаренные многопролетные прогоны (рис. 11.2) располагаются поперек скатов крыши и опираются на основные не­сущие конструкции покрытия и поперечные стены, к которым кре­пятся так же, как однопролетные прогоны. Спаренный прогон состо­ит из двух рядов досок на ребро, соединенных гвоздями. Продольные

а),. - - -,

Рис. 11.2. Спаренный неразрезной прогон: а — общий вид; б — деталь стыка; в — расчетная схема; / — доски; 2 — гвозди-

стыки соседних досок располагаются вразбежку на расстоянии 0, 2 длины пролета от опор, где значения изгибающих моментов близки к нулю. В стыке прямо обрезанные концы соединяемых досок при* бивают к соседней сплошной доске расчетными гвоздями. Между стыками доски соединяют конструктивными гвоздями через каждые 0, 5 м. Крайние пролеты, где изгибающие моменты больше, усилива­ют третьей доской. Такие прогоны рекомендуется применять только-в сочетании с настилами, воспринимающими скатные составляющие нагрузки и закрепляющими прогон от косого изгиба, при котором требуются доски значительной толщины и большое количество гво­здей. Эти прогоны требуют меньшего расхода древесины, чем одно-пролетные, но их изготовление более трудоемко.

Расчет спаренного прогона производят по схеме многопролетной неразрезной балки на нормальную составляющую нагрузки. Мак­симальные изгибающие моменты возникают в прогоне над опора­ми— над второй опорой момент равен М=ql²/10 и над промежу­точными M = q× l²/2. Проверку напряжений и подбор сечений про­гона производят по формуле (5.6) по изгибающему моменту на про­межуточных опорах М. Сечение на второй опоре, усиленное третьей доской, как правило, работает с достаточным запасом прочности.

Гвоздевые соединения стыков рассчитываются на действующие в них поперечные силы Q в стыкуемых досках, определяемые в за-' висимости от, величины опорного момента М и расстояния от опоры до ближайшей группы гвоздей х_гв из выражения Q=M/2x_rv. На эту •силу рассчитывается гвоздевое соединение каждого конца доски в -стыке, как односрезное, несимметричное на изгибаемых гвоздях, по формулам (6.4), (6.6) и (6.9).

По прогибам от нормальных составляющих нормативной нагруз­ки рассчитывают первый пролет прогона, где относительный прогиб является наибольшим.

В некоторых случаях имеется возможность сократить длину пер­вых пролетов прогона до 0, 8 /, уменьшив крайний шаг основных несущих конструкций. При этом изгибающие моменты на всех проме­жуточных опорах и прогибы всех пролетов могут считаться одина­ковыми. Отпадает необходимость усиления прогона в первых про­летах и максимальные прогибы уменьшаются в 2, 5 раза.

Консольно-балочные прогоны представляют собой продольные ряды брусьев или бревен со встречным расположением стыков за пределами опор. При этом более длинные брусья образуют в про­межуточных пролетах две консоли, а в крайних — одну, на которые опираются более короткие брусья при помощи косого прируба, стя­нутого болтом. Такие прогоны применяют в покрытиях при шаге ос­новных несущих конструкций не более 4, 5 м, допускающем исполь­зование лесоматериалов стандартной длины.