Особенности работы и проектирования стеновых прогонов
|
Стеновые прогоны относятся ко второстепенным конструкциям здания и поэтому их проектированию обычно не уделяется такого внимания как несущим рамам, прогонам кровли и другим ответственным конструкциям. Вместе с тем, потенциальные возможности стеновых прогонов в повышении общей эффективности каркаса далеко не исчерпаны. По характеру силовых воздействий, стеновые прогоны можно разделить на следующие группы (рис. 1): 1. Прогоны или ветровые ригели, воспринимающие только горизонтальные нагрузки от ветра qx. Нагрузки от веса стен qx передаются либо на цоколь здания, либо на специальные поддерживающие конструкции.   2. Прогоны, воспринимающие как горизонтальные нагрузки от ветра qx, так и вертикальные нагрузки от стен qy . 3. Прогоны, участвующие в работе общей связевой системы здания и обеспечивающие раскрепление несущих конструкций каркаса (стойки рам, колонны и т.д.) от потери устойчивости по изгибной или изгибно-крутильной форме. По статическим схемам стеновые прогоны можно разделить следующим образом: 1. Разрезные прогоны (рис. 2 а). 2. Неразрезные прогоны (рис. 2 б). 3. Разрезные и неразрезные прогоны с тяжами и распорками для восприятия вертикальной нагрузки qy (рис. 2 в). 4. То же, с горизонтальными подкосами для восприятия горизонтальной нагрузки qx (рис. 2 г). 5. Разрезные и неразрезные прогоны с подкосами, служащими для раскрепления стоек рам или фахверка от изгибно-крутильной формы потери устойчивости (рис. 2 г). 6. Смешанные статические схемы В зависимости от характера работы стеновых прогонов, для них применяются различные типы сечений: — открытые сечения (прокатные или гнутые швеллеры, Z-профили; гнутые сигма-профили и др.); — замкнутые сечения из прокатных или гнутых швеллеров, из гнутосварных труб прямоугольного или квадратного сечения); — сложные сечения, выполняющие одновременно несущие и ограждающие функции. Прогоны с открытыми сечениями применяются при преимущественном действии горизонтальной нагрузки. При наличии вертикальной нагрузки, такие прогоны обычно раскрепляются вертикальными тяжами или подпорками. Имеются примеры открытых сечений прогонов, в виде профиля составленного из двух гнутых швеллеров (рис. 3 в). Вертикальный швеллер воспринимает вертикальные нагрузки от стен, а горизонтальный — нагрузки от ветра. Замкнутые сечения применяются в прогонах, воспринимающих значительные вертикальные нагрузки (надоконные или надворотные прогоны или прогоны, расположенные в местах горизонтальных стыков стеновых панелей и др.), а также при использовании прогонов в качестве сжатых распорок связей системы каркаса.  Расчет стеновых прогонов открытого профиля незначительно отличается от расчета кровельных прогонов и базируется на принципах механики тонкостенных конструкций, в частности, на работах В.З. Власова, детально изложенных применительно к кровельным прогонам Д. В. Бычковым. Дальнейшее изложение будет базироваться на этих работах с некоторыми изменениями и дополнениями. В отличии от нагрузок на кровельные прогоны, нагрузки qу и qx на стеновой прогон в вертикальной и горизонтальной плоскостях действуют независимо друг от друга. Кроме того, горизонтальная нагрузка от ветра может иметь различные направления действия в зависимости от направления ветра. Последний фактор приводит к тому, что для стеновых прогонов трудно подобрать такое сечение и его ориентацию, при которых можно было бы уменьшить или выгодно использовать кручение для уменьшения суммарных нормальных напряжений в сечении, как это иногда делается при проектировании кровельных прогонов. В качестве примера, на рис. 3 показан случай, когда изменение направления горизонтальной нагрузки может увеличивать или уменьшать кручение прогона. Эта схема справедлива и для других типов сечений. Таким образом, при расчетах стеновых прогонов следует учитывать максимально возможное воздействие кручения на напряженное состояние сечения, а при проектировании, ориентировать сечение прогонов исходя только из условий технологичности монтажа и удобства дальнейшей эксплуатации конструкций. |
