Прогон кровли: Что такое Прогон? | Строительные термины от Доминант

Прогоны

Кровля производственного здания, торгового центра или любого сооружения с применением металлоконструкций состоит из кровельных ограждающих конструкций, несущих элементов (прогонов, ферм, фонарей) на которые опирается кровля, которые связаны между собой и обеспечивают жесткость и устойчивость всех элементов.

В устройство кровли применяются прогоны, но в их установка зависит от от ряда показателей, обеспечивающих прочность кровли, поэтому в ряде случаев их могут не использовать. В случае применения прогонов между стропильными фермами через 1,5-3 м устанавливают прогоны, на которые укладывают мелкоразмерные кровельные плиты, листы, настилы. Прогоны воспринимают нагрузку от кровли и передают ее на стропильные конструкции.

Существует 2 типа прогонов:

  • сплошного сечения;
  • решетчатые.

Сплошные прогоны тяжелее решетчатых, но значительно проще в изготовлении и монтаже. Они применяются при шаге ферм 6 м.

Сплошные прогоны обычно изготовляются из прокатных швеллеров.

Кровля по прогонам получается легче вследствие небольшого пролета ограждающих элементов, но требует большего расхода металла (на прогоны) и более трудоемка в монтаже.

Покрытия по прогонам

Прогоны устанавливают на верхний пояс стропильных ферм в их узлах. В качестве прогонов применяют прокатные балки, гнутые профили либо легкие сквозные конструкции (при шаге ферм больше 6 м). Кровельные покрытия бывают теплыми (с утеплителем) в отапливаемых Производственных зданиях и холодными без утеплителя (для неотапливаемых зданий, а также горячих цехов, имеющих избыточные тепловыделения от технологических агрегатов).

Для теплых кровель в качестве несущих элементов, укладываемых по прогонам, широко используется стальной профилированный настил. Применяют также мелкоразмерные керамзитобетонные, армоцементные и асбестоцементные плиты, трехслойные панели типа сэндвич, состоящие из двух металлических листов, между которыми расположен утеплитель, или монопанели с несущим слоем из профилированного настила и гидроизоляцией из мягкой кровли.

Настил крепится к прогонам самонарезающими винтами. Между собой листы настила соединяются комбинированными заклепками, позволяющими вести клепку с одной стороны настила. Масса настила — 10 — 15 кг/м2.

Холодные кровли выполняют из волнистых асбестоцементных, стальных или алюминиевых листов, укладываемых по прогонам, расположенным через 1,25 — 1,5 м. Масса асбестоцементных листов в среднем 20 кг/м2. Стальные волнистые листы изготовляют из холоднокатаной стали толщиной от 1 до 1,8 мм. Высота волны h=30 и 35 мм. Масса 15 — 20 кг/м2. Алюминиевые волнистые листы имеют толщину 0,6 — 1,2 мм и массу 5-7 кг/м2. Волнистые листы крепят к прогонам с помощью специальных упругих кляммеров или крюков из круглой стали.

Для обеспечения водоотвода в местах стыков волнистые листы перепускают внахлестку на 150 — 200 мм, при этом уклон кровли для асбестоцементных листов должен быть не менее 1/4; а для стальных и алюминиевых — не менее 1/6.

Во избежание электрохимической коррозии в местах контакта алюминия со сталью при установке алюминиевых листов на стальные прогоны соприкасающиеся поверхности покрывают специальными грунтами (например, АЛГ) или применяют изолирующие прокладки. Стальные метизы для крепления листов нужно оцинковывать или кадмировать.

Прогоны воспринимают нагрузку от кровли и передают ее на стропильные конструкции. Прогоны бывают сплошного сечения и решетчатые. Сплошные прогоны тяжелее решетчатых, но значительно проще в изготовлении и монтаже. Они применяются при шаге ферм 6 м. Сплошные прогоны обычно изготовляются из прокатных швеллеров, реже из двутавров. Более рациональны прогоны из гнутых профилей швеллерного, С — образного и Z — образного сечения. Такие прогоны могут иметь развитую высоту при тонкой стенке. Для обеспечения местной устойчивости полок устраивают отгибы.

При легкой кровле и небольших снеговых нагрузках прогоны из гнутых профилей могут применяться при шаге ферм до 12 м. При больших нагрузках более рациональны сквозные прогоны, а также разработанные в ЦНИИПроектстальконструкция прогоны из перфорированного двутавра («сквозной» двутавр) и тонкостенных балок.

По расходу стали прогоны из «сквозных» двутавров приближаются к решетчатым, а по стоимости на 10-15 % дешевле.

Еще более эффективно использование для прогонов тонкостенных балок. Учет закритической стадии работы стенки позволяет уменьшить ее толщину и принять гибкость стенки (отношение высоты к толщине) 200-300. Такие прогоны на 8-18 % легче решетчатых. Для изготовления тонкостенных балок-прогонов разработана поточная линия с применением высокочастотной сварки.

Прогоны сплошного сечения

Сплошные прогоны выполняются по разрезной и неразрезной схемам. Хотя при неразрезной схеме расход стали на прогоны меньше, в целях упрощения монтажа чаще применяются разрезные прогоны.

При кровле с большим уклоном прогоны, расположенные на скате, работают на изгиб в двух плоскостях (косой изгиб). Вертикальная нагрузка q от кровли может быть разложена на действующую в плоскости большей жесткости прогона qХ, и скатную составляющую qУ. Хотя при применяемых уклонах кровли скатная составляющая невелика, напряжения от нее вследствие малой жесткости прогона относительно оси у-у получаются большими.

Чтобы уменьшить изгибающий момент от скатной составляющей, прогоны раскрепляют тяжами из круглой стали диаметром 18-22 мм, уменьшающими расчетный пролет прогона в плоскости ската. Тяжи ставят между всеми прогонами, за исключением конькового. В панелях у конька тяжи крепятся к стропильной ферме или к коньковому прогону вблизи опор. По коньку устанавливается прогон с увеличенной в горизонтальной плоскости жесткостью или спаренные прогоны, соединенные между собой.

В зданиях с фонарями, имеющих перепады высот по длине или ширине, расчетная снеговая нагрузка не является равномерной по ширине пролета здания и существенно увеличивается у перепадов высот (снеговые мешки), что представляет особую опасность для прогонов и учитывается коэффициентом с>1 (см. СНиП П-6-74).

Значения изгибающих моментов в плоскости меньшей жесткости прогона зависят от числа тяжей. При шаге ферм 6 м обычно ставят один тяж, при шаге 12 м и крутом скате лучше поставить два.

Если кровельный настил крепится к прогонам жестка и образует сплошное полотнище (например, плоский стальной лист, приваренный к прогонам, стальной профилированный настил, прикрепленный к прогонам самонарезающими болтами и соединенный между собой заклепками и т. п.), то скатная составляющая будет восприниматься самим полотнищем кровли. В этом случае необходимость в тяжах отпадает и прогоны можно рассчитывать только на нагрузку qx Общая устойчивость прогонов обеспечивается элементами крепления кровельных плит или настила к прогонам и силами трения между ними. Однако, как показывают результаты обследования, при свободном опирании кровельных элементов возможна потеря устойчивости прогона.

Прогиб прогонов от нормативной нагрузки проверяют только в плоскости, нормальной к скату, он не должен превышать 1/200 пролета.

Прогоны крепят к поясам ферм с помощью коротышей из уголков, планок, гнутых элементов из листовой стали.

Решетчатые прогоны

Решетчатые прогоны могут иметь различные конструктивные решения.

Недостаток решетчатых прогонов — большое число элементов и узловых деталей и связанная с этим высокая трудоемкость изготовления, требующая значительного времени на монтаж. Поэтому наиболее целесообразен трех панельный прогон, принятый в качестве типового. Верхний пояс этого прогона из двух швеллеров. Элементы решетки из одиночного гнутого швеллера. Раскосы прикрепляются к верхнему поясу на дуговой или контактной сварке. Такое решение существенно упрощает изготовление и обеспечивает достаточную боковую жесткость.

Решетчатые прогоны рассчитывают как фермы с неразрезным верх» ним поясом. Верхний пояс при этом работает на сжатие с изгибом (в одной плоскости, если отсутствует скатная составляющая нагрузки, или в двух плоскостях), остальные элементы испытывают продольные усилия.

 

монтаж, расчёт и требования к пиломатериалам

Кровля защищает конструкцию крыши любого строения от негативного влияния атмосферы и механических повреждений. Монтаж кровли для скатных крыш невозможен без возведения основы — стропильной системы. Это каркас из различных скрепленных между собой элементов, способных обеспечить его надежность и жесткость. Верхним элементом стропильной системы является коньковый прогон, в стыке объединяющий плоскости двух скатов.

Содержиние статьи:

  • Что такое коньковый прогон
  • Требования к материалу
  • Расчет конькового прогона
  • Способы монтажа

 

Коньковый прогон — верхняя позиция стропильной системы

Горизонтальный элемент представляет собой цельный брус, бревно или пакет досок, соединенных между собой метизами. Балка устанавливается на вершине крыши, выполняет функцию опорного и связывающего звена для стропильных ног и повышает устойчивость всей установки к снеговым, ветровым и физическим нагрузкам. Совместно с мауэрлатом, на который стропила упираются, горизонтальная балка способствует равномерному распределению общего веса крыши, ее площади и давления на фронтоны, тяжести на каркас кровли, несущие стены и соединяет все составляющие в единую композицию. Деревянная балка выполняет функции конька:

  • защищает от протечек кровельное пространство во время дождя или таяния снега;
  • обеспечивает зазор для вентиляции и воздушного потока с целью вывода влаги и водяного пара из слоев кровельного пирога и просушки утеплителя;
  • поддерживает геометрию всего модуля;
  • способствует беспрепятственному стоку воды
  • является залогом максимальной прочности всего свода.

Прежде чем приступить к установке конькового звена, необходимо провести точные математические расчеты, изучить правила строительной нормативной документации, выбрать качественную древесину.

Требования к материалу

В строительных инструкциях и регламентах стандартов обозначены основные требования к пиломатериалам.

Верхняя перекладина должна исключать значительное увеличение веса устройства крыши, быть прочной и долговечной, иметь сечение не менее 200х200 мм.

Чаще всего применяют пиломатериал из сосны, обладающей ровной и тонкой текстурой, хорошей гибкость и прочностью, легкостью обработки. Но для строений с тяжелым кровельным покрытием или с большой влажностью внутри помещений, как для бани или сауны, больше подходит брус или бревно из лиственницы, имеющей грубую текстуру и превосходную прочность. Независимо от породы, древесина должна отвечать следующим требованиям:

  • Быть отборной или относиться к первому сорту. В пиломатериале допустимо лишь наличие сросшихся сучков и сердцевины, но исключаются такие пороки, как трещины — разрывы вдоль волокон, глазки — следы не развившихся в побег спящих почек, инородные включения, смоляные кармашки, червоточины, поражения грибком и плесенью. Не стоит использовать искривленные, изогнутые брусья и с мертвыми выпирающими сучками, которые ослабляют материал и со временем выпадают. Достаточной прочностью не обладает и дерево с широким расстоянием между годичными кольцами.
  • Влажность материала должна быть в пределах 8 — 12%. Только при высыхании до таких показателей заготовка не меняет линейные размеры. Влажное дерево изменяет форму поперечного сечения и приводит к короблению, причина которого — разница в усушке по радиальному и тангенциальному направлениям. Коробление всегда противоположно направлению годичных колец, поэтому ближайшая к центру часть бруса становится выпуклой, а противоположные вогнутыми. Материал с таким изъяном не способен выдержать ношу снеговой шапки.
  • Материал должен быть обработан специальными пропитками для защиты от воспламенения, для чего его погружают в ванну с раствором на несколько часов.
  • Обработка деревянной детали антибактериальными составами и фунгицидами защитит ее от гниения, поражения от плесени и грибков, порчи насекомыми.

Своевременная сушка и обработка материала позволит продлить срок службы коньковой перекладины и в целом всего конструкционного модуля. Предотвратить образование трещин и сохранить целостность конькового звена при монтаже также поможет исключение сверления и забивания гвоздей.

Расчет коньковой балки

При большой нагрузке на крышу коньковая балка рассчитывается на разрушение и изгиб, вычисляется суммарная нагрузка на кровлю, состоящая из веса кровельного покрытия, предполагаемой снежной массы, утеплителя и элементов стропильной системы.

По техническим требованиям допустимый прогиб пиломатериала не должен быть больше одной двухсотой доли от его длины. Например, для проема длиной 6 м брус не должен прогнуться больше, чем на 3 см. Величину сопротивления изгибу (МПа) рассчитывают исходя из ширины, высоты и поперечного сечения пиломатериала.

Инженеры проектировщики с помощью калькулятора пересчитывают вес блока и проектируют на горизонтальную плоскость с учетом равномерного распределения всех нагрузок.

Варианты монтажа

Для небольших частных домов в роли конька выступает одна цельная балка, для габаритных строений — состоящая из нескольких частей, прочно соединенных между собой путем установки надежных вертикальных опор в местах узловых соединений. Стойки размерами 100х100 мм в качестве усиливающих деталей забирают на себя часть нагрузки и препятствуют деформации несущего элемента. Количество стоек зависит от размеров сечения балки и расстояния между фронтонами здания. При использовании массивных элементов опоры дополняются и укрепляются подкосами. Монтаж конька проводится тремя способами:

  • В компактных домах опора длиной до 6 м крепится на фронтоне, а центральная ее часть «висит» в пространстве, предоставляя больше полезной площади для планировки мансардного этажа. Иногда брус устанавливают с небольшими выносами наружу для компенсации изгиба.
  • Прогон с опорными стойками способен перекрыть даже длинный проем. Столбики выставляются через 1 — 1,5 м на одном, идеально горизонтальном уровне по ровной линии на железобетонное перекрытие, деревянный или кирпичный лежень, армированный пояс. Крепятся перфорированными пластинами, усиленными уголками или шпильками.
  • Консольным методом в основном для арочных конструкций.

Коньковый брус с меньшей поперечной площадью применяется только при наличии большого количества опорных столбов и наоборот. Для строительства хозяйственных построек допустимо использовать деревянные детали небольшой толщины и ширины. Коньковый прогон необходимо рассчитать еще на этапе проектирования. Для этого ответственного звена конструкции следует использовать только качественную, хорошо просушенную и обработанную древесину.

Что такое кровельный прогон и почему это важно?