Прогоны и балки цельного сечения

Схема и конструкция прогонов: а – разрезного; б – консольно-балочного; в – неразрезного из спаренных досок; г, д – к расчету стыка неразрезного прогона из спаренных досок; е – стык косым прирубом консольно-балочного прогона; 1 – прогон; 2 – болт; 3 – гвозди.

Прогоны покрытий цельного сечения выполняют из досок на ребро, брусьев и бревен, окантованных с обеих сторон. Разрезные прогоны (см. рис.) более просты в изготовлении и монтаже, но требуют большого расхода древесины. Они стыкуются на опорах, впритык, на накладках или вразбежку. В консольно-балочных (см. рис.) и неразрезных прогонах из спаренных досок (см. рис.) стыки устраивают в пролете.

Консольно-балочные прогоны являются многопролетными статически определимыми системами. Их применение целесообразно в том случае, когда временная нагрузка неподвижна и равномерно распределена по всем пролетам прогона.

Если шарниры расположить на расстоянии от опор x = 0,15l (l – пролет консольно-балочного прогона), то моменты на опорах будут равны по абсолютному значению максимальным моментам в пролетах, и получается так называемое равномоментное решение прогона. Для выравнивания моментов в первом и последнем пролетах значение этих пролетов (l₁) надо уменьшать до 0,85l. Если шарниры расположить на расстоянии от опор x = 0,21l, то получится равнопрогибное решение, при котором максимальные прогибы во всех пролетах, кроме крайних будут одинаковыми. При уменьшении крайних пролетов до 0,79l прогибы в этих пролетах будут равны прогибам в остальных пролетах.

Если крайние пролеты равны остальным, т.е. l₁ = l, то изгибающий момент на первой промежуточной опоре будет M_оп = ql²/10, а прогибы прогона в крайнем пролете f₁ = 2,5q_нl⁴/384EI.

Консольно-балочные прогоны выполняют из брусьев. По длине они соединяются в местах расположения шарниров косым прирубом (см. рис.). Во избежание смещений под действием случайных усилий в середине косого прируба ставят болты. В случае равномоментного решения болты не должны быть затянуты, чтобы обеспечить перелом упругой линии прогона, образующийся в шарнире, между консолью и подвесной частью прогона. При равнопрогибном решении прогона в местах расположения шарниров упругая линия проходит плавно и перелома не имеет, что позволяет плотно затягивать болты.

К недостаткам консольно-балочных прогонов можно отнести то, что при обычной длине лесоматериалов, равной 6,5 м, перекрываемый пролет не велик и не превышает 4,5 м. Кроме того, необходимо либо уменьшать крайние пролеты, либо увеличивать поперечное сечение прогонов в этих пролетах.

Спаренные неразрезные прогоны (см. рис.) состоят из двух рядов досок, поставленных на ребро и соединенных гвоздями, забиваемых конструктивно с шагом 50 см (см. рис.). Каждый ряд досок выполнен по схеме консольно-балочного прогона с последовательным расположением стыков, но первый ряд не имеет стыков в первом пролете, а второй ряд досок – в последнем пролете.

Доски одного ряда соединяют по длине без косого прируба. Концы досок одного ряда прибивают гвоздями к доске другого ряда, не имеющего в данном месте стыка. Гвоздевой забой стыка должен быть рассчитан на восприятие поперечной силы. Количество гвоздей с каждой стороны стыка определяют исходя из того, что поперечная сила, приходящаяся на один ряд досок Q» M_оп/2x_{г в}, в то же время равна Q = n_гвT_гв, откуда n_гв = M_оп/2x_гвT_гв, где x_гв – расстояние от опоры до центра гвоздевого забоя, учитывая что каждый гвоздь воспринимает одинаковое усилие, равное T_гв.

Стыки досок устраивают в точках, где момент в неразрезных балках, загруженных равномерно распределенной нагрузкой по всей их длине, меняет знак, т.е. на расстоянии от опор, равных 0,21l.

Спаренный неразрезной прогон в расчетном отношении аналогичен равнопрогибному консольно-балочному прогону и поэтому его расчет производят по формулам M_max = ql²/12 и f = q_нl⁴/384EI £ f_пр.

При этом крайние пролеты l₁ должны быть меньше и равны 0.8l.

Подрезка на опорах. При опирании балок иногда приходится делать подрезку у опор. Около подрезки в месте резкого изменения высоты балки возникают значительные скалывающие и раскалывающие напряжения, которые могут вызвать разрушение подрезанной балки.

Чтобы исключить такое разрушение, допускается делать на опоре подрезку растянутых волокон изгибаемых элементов цельного сечения только глубиной a £ 0,25h (см. рис.) при условии, что A/bh £ 0,4 МПа, где A – опорная реакция балки от расчетной нагрузки; b,h – ширина и высота поперечного сечения балки без подрезки.

Длина опорной площади подрезки c не должна превышать высоты сечения балки.

Для постепенного изменения высоты сечения следует делать скошенную подрезку. Длина скошенной части должна быть не менее удвоенной глубины подрезки c₁ ³ 2a. Так как при сосредоточенных нагрузках вблизи опор скалывающие и раскалывающие напряжения в местах изменения высоты имеют повышенную степень концентрации напряжений, то в таких случаях запрещается устраивать подрезку балок.

Дата добавления: 2015-07-20