Конструкции прогонов в промышленных зданиях

Оглавление

Кровельные прогоны – части металлоконструкций зданий, предназначенные для равномерного распределения нагрузки, оказываемой на несущие элементы крыши сооружения климатическими факторами (снег и ветер) и собственного веса покрытия кровли. Прогоны равномерно распределяют и переносят нагрузку на другие, более массивные элементы – рамы, фермы, стены, колонны. На этапах планирования и проектирования будущего здания инженер-конструктор обязан обладать и уметь применять соответствующие знания о видах, конструкциях прогонов и вариантах применения разных типов, потому что:

1. Обеспечение прочности и устойчивости конструкции при воздействии внешних нагрузок — задача именно прогонов. Правильно рассчитанные и смонтированные конструкции прогонов — залог долговечности и надежной эксплуатации здания.
2. Рациональное использование металлопроката, общее снижение затрат на строительство возможно только при верном экономичном расчете прогонов, создающих рамную конструкцию с требуемой жесткостью.
3. Современные методы проектирования и новые сортаменты дают возможность изготавливать прогоны, которые просты в монтаже и перевозке, что дает рост производительности труда на строительной площадке.

Промышленное строительство невозможно представить без правильного расчета конструкций прогонов, который базируется на опыте и навыках инженерно-технического персонала предприятия, их осведомленности о новых технологиях металлических конструкций.

Конструкции прогонов кровли

Выбор конструкции для пролетов с длинами от 6 метров на промышленных объектах требует отдельного подхода. Оптимальное решение для указанных условий – это применение прогонов из Z-профиля, профильных труб и гнутых швеллеров:

• Z-прогон – разновидность гнутого проката с сечением в виде формы “z”, для изготовления используется оцинкованная заготовка из стали С350 (ГОСТ 14918) толщиной от 1,5-3,0 мм, с количеством защитного покрытия не менее 275 г/м². Возможные габариты: высота 100-250 мм, ширина полки – 50, 65, 80 мм. Наиболее востребованные типоразмеры такого прогона – 202/65/60 и 200/65/60. Конструкция обеспечивает требуемую жесткость, комплекс таких элементов гарантирует устойчивость конструкций с большими пролетами в перекрытиях. Изделия из профиля применяются в кровельных системах промышленных объектов, удобны при монтаже и выпускаются длинами согласно ТЗ заказчика с кратностью 1 м;
• прогоны из профильных труб – для изделий этого вида используются профили стальные, гнутые для строительных конструкций по ГОСТ 30243-12 или трубы стальные профильные по ГОСТ 329310-2015. Элементы из приведенных стандартов применяют для сборки каркасов кровель с пролетами 3-8 метров, в этих системах они отвечают за жесткость конструкции и передают на нижестоящие конструкции нагрузку от покрытия и снега;
• системы без прогонов или беспрогонные кровли, при таком техническом решении, функция несущих конструкций возлагается на специальные профильные листы, как правило, толщиной более 1 мм высотой волны обычно 70 мм и выше, именно они укладываются на фермы и балки. Подобные системы позволяют перекрывать больший пролет по сравнению с прогонными конструкциями. Для мягких наплавляемых кровель, особенно при минимальных уклонах до 6% подобные конструкции практически незаменимы.

Определение оптимальной конструкции прогонов каждого отдельного объекта зависит от требований по нагрузкам и характеристикам сооружения уклонов кровли и вида покрытия кровли. Качественный расчет и правильный выбор конструктивного решения – это залог надежного каркаса, который будет соответствовать техническим требованиям, экономической целесообразности и обеспечит долговечность всего комплекса.

Кровельные прогоны: типы, преимущества и недостатки

Прогоны из Z-профиля относятся к группе легких несущих кровельных элементов с шагом при установке в пределах от 1,5 до 3 метров и предназначены для удерживания кровельных панелей, листов и настилов.

Основная задача прогона – принять нагрузку, оказываемую на покрытие, и перераспределить ее между стропильными компонентами.

Прогоны кровли Z-образного сечения

Преимущества Z-прогонов:

• сравнительно легкий вес при сохранении высокой несущей способности;
• удобный и легкий монтаж и эксплуатация;
• экономия затрат при строительных и ремонтных работах;
• уменьшение транспортных затрат за счет меньшего удельного веса Z-прогонов;
• универсальность – применяются на многих типах крыш.

Заказать расчёт

Кроме указанных характеристик, заказчиков привлекает масса готового изделия, по этому параметру Z-прогоны выигрывают у профильных труб и горячекатаных заготовок при сравнимой несущей способности, тем самым снижая нагрузки на другие элементы сооружения.

Оцинкованные кровельные системы из Z-прогонов, благодаря своей коррозионной и механической стойкости к воздействию, востребованы и применяются в разных климатических зонах.

ЛСТК-прогоны (еще одно название Z-прогонов) – легкие стальные тонкостенные конструкции; использование таких элементов сокращает затраты на капитальное строительство без потери в надежности и качестве. Среди условных недостатков Z-прогонов упоминают их относительную дороговизну, которая в итоге нивелируется снижением расходов на общем тоннаже металлоконструкции сооружения. Ориентировочная экономия металлопроката на одном объекте может составить от 30 до 50% в сравнении с горячекатаными элементами.

Прогоны из профильной трубы

Данный вид представляет собой горизонтальные балки из профильного металлопроката чаще прямоугольного сечения, конструкция изделий варьируется в зависимости от параметров крыши и климатической зоны применения.

Преимущества прогонов этого типа:

• металлопрокат (сырье) сравнительно недорог;
• вес – в расчетах чаще оказываются легче, чем конструкции двутаврового сечения или швеллеры, но тяжелее, чем ЛСТК прогоны и гнутые швеллеры;
• легкость окрашивания и нанесения защитных составов.

Недостатки прогонов из профильной трубы:

• не самый удобный узел креплений к балкам, иногда требуются дополнительные сварочные работы;
• уступают в долговечности качественным оцинкованным конструкциям;
• сравнительно низкий уровень огнестойкости, при пожаре подобные конструкции провисают и обваливаются в течение 15-30 минут.

Прогоны на этапе проектирования промышленного здания

Точный расчет прогонов на стадии проектирования сооружений промышленного назначения – это обязательный и важный момент, особенно это касается работ с большими пролетами. От прогонов на 40-55% зависит общий вес металлоконструкций и конечная стоимость строительства. При выборе элементов опираются на прочностные характеристики, удобство и скорость монтажа, материал изготовления и конечный эстетичный вид.

При возведении современных зданий с большими пролетами конструкторы все чаще останавливают свой выбор именно на Z-прогонах, так как они сочетают в себе прочность, низкий вес, эстетичный вид, выпускаются длинами до 12 метров и по физико-механическим свойствам не уступают аналогам.

Проектирование узлов кровли с прогонами – только один из этапов всего комплекса работ, но при этом, влияющий на конечный результат в плане надежности, качества, внешнего вида и экономического эффекта.

Технология производства кровельных прогонов

Процесс изготовления Z-прогонов разделен на несколько стадий, начинается он после завершения согласований с заказчиком и разработки проекта, завод приступает к его реализации на собственных мощностях. Для изготовления продукции используется следующее оборудование:

• размоточное устройство;
• станок продольной или продольно-поперечной резки (СПР, СППР) для нарезки металла на штрипсы;
• профилировочный стан для формирования требуемого сечения путем регулировки положения соответствующих валков;
• гильотинные ножницы (с летучим или стационарным резом);
• пробивочный модуль для устройства отверстий.

Готовый Z-образный прогон изготавливают в несколько этапов:

1. Устанавливают рулон в размоточное устройство и заправляют край заготовки в станок для раскроя.
2. Оборудование СПР или СППР нарезает металл на полосы-заготовки будущего прогона с заданными геометрическими размерами.
3. Заготовки сматываются в рулоны.
4. Штрипсы заправляются в профилировочный станок, металл прокатывается через валки, формируется требуемая Z конфигурация.
5. Наносятся необходимые отверстия.
6. Готовый прогон нарезается ножницами на заданные длины и поступает в приемное устройство.

Производство Z-прогонов (Z-балок) осуществляется на автоматизированных линиях в соответствии с действующими отраслевыми стандартами или ТУ завода-изготовителя.

Высокоточные станки формируют Z-профиль с требуемыми размерами.

Производственный процесс изготовления Z-прогонов является практически безотходным, благодаря использованию рулонной заготовки и наличию возможности резки изделий на заданные длины. По требованию проекта в заготовке осуществляется сверление отверстий под крепеж, что еще более упрощает монтажные работы на объекте.

Выпуск готовой кровельной системы на предприятии разделен на следующие шаги:

1. Заключение договора и согласование технического задания, передача заказа в производство.
2. Изготовление Z-прогонов и комплектующих на мощностях предприятий.
3. Упаковка и отгрузка готовых металлоконструкций, доставка на объект строительства автомобильным и жд-транспортом.

Процесс изготовления кровельных прогонов из профильных труб состоит из следующих этапов:

1. Резка заготовки.
2. Сборка, сварка по необходимости фасонок, заглушек, нанесение отверстий.
3. Зачистка и обезжиривание заготовок
4. Нанесение антикоррозионных покрытий.
5. Приемка ОТК.
6. Упаковка и отгрузка.

Техпроцесс сборки прогонов из труб не допускает наличие сварочных стыков, в результате чего возможно нерациональное использование металлопроката и сверхнормативное образование некондиционных обрезков.

Заказать расчёт

Монтаж кровельных прогонов: процесс и особенности

Качественный монтаж Z-прогонов начинается с высокой точности предварительно установленных несущих элементов, такие процессы сопровождаются сложным монтажом тяжей или уголков, которые поддерживают балки нижестоящего пояса. Перечисленные неудобства компенсируются легкостью монтажа прогонов, при которой не требуется применение спецтехники, монтажники осуществляют его вручную. В тех случаях, когда для горячекатаного прогона весом более 100 кг потребуется кран, такое же по длине изделие из Z-профиля будет весить примерно 30 кг и может устанавливаться вручную, а учитывая, что процесс это длительный, экономия за счет времени работы спецтехники может быть значительная. Помимо крепления к балкам или фермам прогоны раскрепляются между собой, создавая работу неразрезной балки, а также поперечными тяжами, часто применяются уголки для раскрепления нижнего пояса несущей балки.

Фиксация кровельной системы обеспечивается так называемой работой «Жесткого диска» отдельными кровельными панелями и настилами. Фактическое значение прогиба прогона определяется в плоскости нормальной к скату, и этот показатель не может быть более 1/200 длины пролета (Ист. «Металлические конструкции. Том 2. Конструкции зданий»). Z-прогоны монтируются в следующей очередности:

1. Коньковые.
2. Карнизные.
3. Промежуточные
4. Остальные промежуточные.

Важно: соблюдение очередности должно быть обязательным! Потому что кровельные прогоны – это элементы обеспечения устойчивости каркаса в пространстве. Монтируются Z-прогоны направлением отгиба верхней полки вверх, именно так обеспечивается правильная работа подобного сечения. Исключением являются случай на карнизах, где для удобства прогон может быть развернут.

Особенности установки прогонов зависят от типа изделия, ниже приведены некоторые моменты, с которыми сталкиваются специалисты при выполнении работ:

• определение длины и сечения прогона зависит от нескольких факторов: габариты и форма кровли, температурный режим и климатическая зона, особенности конструкции;
• способы крепления прогонов – есть два основных способа: с применением электросварки или резьбовой, реже заклепочный. Окончательный выбор делается на основе конструкционных особенностей сооружения;
• при эксплуатации здания в сложных климатических условиях каркас укрепляется дополнительными подбалочными конструкциями и подкосами, в итоге усиливается весь комплекс в продольном направлении и повышаются прочностные характеристики в целом.

Для проведения монтажных работ, связанных с кровельными прогонами, рекомендуется обратиться к профессионалам с соответствующими знаниями и опытом.

Технология возведения металлоконструкций прогонов, порядок действий:

1. Подготовка мест опирания.
2. Подъем металлоконструкции.
3. Монтаж на верхнем поясе опорных поверхностей, их выверка и закрепление.
4. Установка временных соединений и окончательная фиксация.
5. Закрепление при помощи электросварки или на резьбовых соединениях.

После укладки поперечных перекрытий по верхнему поясу ферм осуществляют окончательную затяжку и обжим связующих элементов.

Как и у любого элемента в промышленном строительстве, у Z-прогона есть свои особенности применения:

• при использовании на скатных кровлях прогоны устанавливают параллельно коньку и перпендикулярно стропилам, в этом случае они служат опорой для обрешетки и кровельного покрытия;
• на объектах с плоской крышей прогоны этого типа используют для получения вентилируемого зазора и базы под покрывные кровельные материалы, устанавливаются на несущие конструкции;
• применение Z-прогонов при реконструкции имеющейся кровли, сохраняет старые стропила, профили укладываются на старые элементы.

Проектирование, изготовление и монтаж кровельных систем из Z-прогонов требует от коллектива завода-производителя наличия навыков и знаний, которые невозможно купить, они нарабатываются со временем, и речь идет о производственных процессах, когда теория ежедневно подкрепляется практикой реализованных проектов, это касается наладки профилегибочных станков и постоянного контроля геометрии выпускаемого прогона. Завод «ИНЖСТРОЙ-С» более 10 лет изготавливает и монтирует металлоконструкции кровельных систем. Менеджмент компании владеет ситуацией на рынке и разделяет желания заказчика возвести современное выгодное здание, специалисты предприятия могут предложить клиенту варианты, при которых экономия на бюджете строительства за счет металлопроката, может составлять десятки процентов, то есть, миллионы рублей в абсолютных цифрах. Для получения более подробной консультации или предварительного расчета, необходимо обратиться в компанию или воспользоваться калькулятором в соответствующем разделе сайта.