Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Основы обследования технического состояния зданий и сооружений. Учебное пособие
.pdf
71
2.5.10. Дефекты и повреждения деревянных конструкций
В деревянных конструкциях, как и в строительных конструкциях из
других материалов, дефекты и повреждения проявляются вследствие:
- неправильного проектирования;
- неправильного производства работ;
- нарушения правил эксплуатации;
- стихийных бедствий, пожаров и взрывов.
Встречаются следующие основные разновидности дефектов и
повреждения вследствие неправильного проектирования:
а) Применение нерациональных для цельной или клееной древесины
схем конструкций, а именно:
- схем конструкций, не отвечающих функциональному назначению
или условиям эксплуатации здания или сооружения;
- схем конструкций с чрезмерно большими или чрезмерно малыми
соотношениями пролета и высоты;
- схем конструкций, в процессе эксплуатации которых может
произойти перераспределение усилий с изменением их знака, например,
двухпролётных ферм в случае осадки одной из опор;
- схем конструкций, не учитывающих анизотропию древесины.
Иногда находят применение фермы и решётчатые рамы с дощатыми
раскосами и поясами. Эти конструкции являются малонадёжными, так
как сучки, выходящие на кромки растянутых стержней, приводят к
возникновению в них изгибающих моментов, не учитываемых при
расчёте прочности, и в конечном итоге к разрушению этих элементов или
конструкций.
Нерациональными являются решётчатые конструкции ферм с
малыми размерами панелей и большим количеством узловых
соединений. Дощато-гвоздевые балки и фермы также не рекомендуются
вследствие подверженности со временем их гвоздевых соединений к
повышенным деформациям. Нерациональной является конструкция
деревянной стойки, опорный конец которой защемлён в грунте. Даже при
использовании антисептированной древесины защемлённые в грунте
концы деревянных стоек частично или полностью разрушаются гнилью.
Нерациональной является конструкция крыши с перепадами, вследствие
которых могут образовываться большие скопления снега; крыши с
внутренними водостоками, несущие конструкции которых выполняются
из клееной древесины. Недопустимым является встречающийся в
практике случай устройства крыши, небольшая плоскость которой с
нескольких сторон ограничена высокими стенами и парапетами так, что
на ней возможно скопление большой снеговой нагрузки.
72
В проектах деревянных конструкций встречаются неправильно
сконструированные детали опорных, коньковых и растянутых
промежуточных узлов ферм. Сопряжения отдельных элементов в этих
узлах характеризуются неправильной расстановкой нагелей, большими
ослаблениями сечений, отсутствием центровки, применением сложных
для изготовления врубок, комбинированной передачей усилия.
б) Отклонение от нормативных положений.
Отклонения от действующих СП, указаний, инструкций и других
нормативных документов в области строительства могут происходить
вследствие:
- ошибок при проектировании;
- изменения ранее действующих строительных норм;
- изменения функционального назначения здания или конструкции,
а также вследствие изменения условий эксплуатации;
- отсутствия расчета, поскольку здание или сооружение строилось в
то время, когда не существовало методов расчета деревянных
конструкций.
Отклонения в проектах от нормативных требований проявляются в
виде таких дефектов как:
- перенапряжение конструктивных элементов;
- наличие недостаточного количества крепежных элементов (болтов,
тяжей и т.д.), отсутствие стяжных болтов, нарушение правил расстановки
крепежных элементов;
- отсутствие связей жесткости, обеспечивающих устойчивость
сжатых поясов плоских деревянных конструкций и общую устойчивость
здания или сооружения;
- неправильное (без надлежащего центрирования) решение узловых
сопряжений деревянных конструкций;
- неправильное осуществление стыков деревянных растянутых
элементов или деревянных сжатых элементов с однорядным
расположением болтов;
- наличие узлов, стыков и других соединений, в которых расчетные
усилия по частям передаются сопряжениям различной жесткости, а также
наличие соединений, в которых часть деревянных элементов соединена
непосредственно, а другая часть - двухстепенно с включением в работу
промежуточных элементов и связей, что фактически приводит к
неравномерному распределению усилий;
- потеря устойчивости сжатой обшивки клеефанерных панелей или
потеря устойчивости стенок клеефанерных балок;
- превышение продольных деформаций изгибаемых конструкций;
73
- необеспечение конструктивных мер по борьбе с гниением и
пожарной опасностью.
в) Неправильное оформление проекта деревянных конструкций.
Плохое оформление проекта выражается:
- в неправильном или небрежном оформлении чертежей и
пояснительной записки;
- в отсутствии технической документации на изготовление, сборку и
монтаж деревянных конструкций.
При плохом оформлении проекта на рабочих чертежах деревянных
конструкций отсутствуют указания о качестве исходных
пиломатериалов, о породе и влажности древесины и т.д. Применение
древесины естественной и повышенной влажности приводит к
образованию продольных трещин, вызывает коробление элементов и
способствует образованию гнили. Кроме того, на рабочих чертежах не
всегда содержатся необходимые указания для производства работ по
изготовлению, сборке и монтажу деревянных конструкций. Например,
чертежи не всегда содержат данные о характере обработки лесоматериала
и допускаемых отклонениях от номинальных размеров. Отсутствие на
рабочих чертежах разбивочных схем деревянных конструкций с
указанием всех данных для создания строительного подъема приводит
впоследствии к их дефектам. В некоторых проектах отсутствуют
сведения о местах строповки деревянных конструкций, о временном
усилении и временном раскреплении этих конструкций при производстве
монтажных работ.
В группу дефектов и повреждений деревянных конструкций,
возникающих вследствие неправильного производства работ, входят их
виды происходящие:
- при изготовлении деревянных конструкций;
- при монтаже деревянных конструкций.
Нарушение технологии изготовления деревянных, в том числе
клееных и клеефанерных конструкций, регламентируемой
соответствующими СП, инструкциями, рекомендациями и техническими
условиями, может происходить при осуществлении как одной, так и
нескольких стадий процесса изготовления деревянных строительных
деталей или конструкций, который включает: сушку лесоматериалов;
раскрой лесоматериалов на черновые заготовки; обработку на станках;
сборку узлов и изделий; отделку.
Существуют следующие основные причины возникновения
дефектов и повреждений, обусловленные неправильным производством
работ по изготовлению деревянных конструкций:
74
- использование для изготовления деревянных конструкций
лесоматериалов, фанеры и других материалов, не отвечающих
требованиям нормативных документов;
- отсутствие оборудования, необходимого для осуществления всех
технологических операций;
- выполнение работ неквалифицированным техническим
персоналом;
- выполнение работ при отсутствии или с нарушением технической
документации;
- плохая организация системы контроля за качеством изготовления;
- неправильное хранение лесоматериалов и готовой продукции.
При изготовлении деревянных конструкций используются
различные виды соединений: на клее, на врубках, на шпонках, на
цилиндрических нагелях и т.д. Каждому виду соединений в деревянных
конструкциях соответствуют вполне определенные дефекты
изготовления.
Неправильное производство работ по транспортировке и монтажной
сборке, подъему, установке в проектное положение и закреплению на
месте несущих деревянных конструкций является причиной их
повреждения.
Одной из причин существования дефектов является нарушение
правил приемки деревянных сооружений или деревянных
конструктивных элементов, т.е. без проверки:
- соответствия деревянных конструкций требованиям проекта и
технических условий;
- точности выполнения отдельных деталей и соединений;
- правильности установки конструкций в сооружении и
правильности их сборки;
- выполнения мероприятий по защите конструкций от поражения
грибками и древесными вредителями, а также от возгорания;
- наличия актов промежуточной приемки.
В местах примыкания деревянных элементов к каменным, бетонным
и стальным конструкциям необходимо укладывать изоляцию из
рулонных материалов, препятствующую загниванию конструкций в этом
месте.
При проектировании деревянных чердачных перекрытий для
предотвращения гниения конструкций следует обеспечивать вентиляцию
чердаков и покрытия с помощью слуховых окон или вентилируемой
крыши.
Необходимо обеспечивать такой температурный режим чердачных
помещений, чтобы при отрицательных температурах наружного воздуха
75
внешняя поверхность кровли имела температуру ниже пуля. В противном
случае будет происходить таяние снега на кровле. Талые воды будут
замерзать в водосточных трубах и на карнизной части кровли, приводя к
застою талой воды у образовавшихся ледяных преград с образованием
сосулек, протечками кровли, разрушением водосточных труб и карнизов.
В группу дефектов и повреждений, возникающих вследствие
нарушений правил эксплуатации, входят их виды проявляющиеся:
В данную группу входят дефекты и аварии деревянных конструкций,
которые проявляются:
- в необеспечении надлежащего ухода за деревянными
конструкциями;
- в несвоевременном осуществлении ремонта кровли;
- в несвоевременной очистке крыши от снега и в наличии больших
скоплений снега;
- в несоблюдении температурно-влажностного режима в зоне
эксплуатации деревянных конструкций;
- в нарушении гидроизоляции от грунтовой воды, от каменных и
бетонных стен и в отсутствии защиты от атмосферных осадков;
- в нарушении теплоизоляции и пароизоляции ограждающих
конструкций отапливаемых зданий;
- в нарушении осушающего температурно-влажностного режима;
- в превышении расчетной величины временной полезной нагрузки;
- в изменении схемы работы деревянных конструкций;
- в недопустимом увлажнении деревянных конструкций бытовой
влагой;
- в расстройстве сопряжений и в необеспечении надлежащей
плотности соединений;
- в физическом износе или в механических повреждениях
деревянных конструкций или их элементов;
- в необеспечении профилактических мероприятий по борьбе с
гниением и с пожарной опасностью.
Дефекты и повреждения деревянных конструкций, возникающие
при пожарах и взрывах в процессе эксплуатации, могут быть также
включены в данную группу, однако, если учесть масштабы
разрушительного действия огня, то более правильно их включить в
общую группу дефектов и повреждений вследствие стихийных бедствий,
взрывов и пожаров.
Дефекты и повреждения деревянных конструкций, возникающие
вследствие стихийных бедствий, взрывов и пожаров, имеют следующие
характерные виды:
- разрушение отдельных элементов;
76
- потеря устойчивости сжатых элементов;
- смещение деревянных конструкций с опор (иногда перенос на
значительные расстояния, например, покрытий);
- ослабление сечений деревянных элементов от механических
повреждений или от воздействия огня;
- перекос деревянных конструкций;
- образование трещин в деревянных элементах;
- расстройство сопряжений.
2.5.11. Признаки аварийного состояния деревянных конструкций
Обрушение деревянных конструкций чаще всего происходит из-за
низкого качества стыков их элементов. Бесспорным признаком
аварийного состояния растянутых стыков является наличие продольных
трещин у нагелей и гвоздей. При этом происходит выключение из работы
нагелей или гвоздей, рядом с которыми возникли трещины.
Опасным для конструкции является скалывание площадки в лобовой
врубке. В этом случае все усилие в примыкающем элементе будет
передаваться на стяжной болт, это вызовет его изгиб и смятие древесины
в обоих сопряженных элементах.
При отсутствии стяжного болта в лобовой врубке состояние
деревянной конструкции следует считать предаварийным, так как в
случае скалывания по какой-либо причине площадки врубки произойдет
обрушение конструкции.
Так же, как и для конструкций из других материалов, о напряженном
состоянии деревянных элементов можно судить по их прогибам.
Если относительный прогиб обследуемой конструкции существенно
превышает предельно допускаемый относительный прогиб, то
конструкция испытывает перенапряжение. В этом случае можно
говорить об аварийном состоянии деревянного изгибаемого элемента.
Древесина на сжатие работает упруго-пластически, а на растяжение
упруго. Перед разрушением изгибаемого деревянного элемента в его
сжатой зоне древесина работает пластически, а в растянутой зоне
деформации в основном упругие. Разрушение нормального сечения
изгибаемого элемента происходит при разрыве его растянутых волокон.
Признаком приближающегося разрушения может служить начало потери
устойчивости сжатых волокон, сопровождающееся выпучиванием
древесины в сжатой зоне (на сжатой грани образуются складки). Если
несущая способность подвергшегося гниению деревянного элемента
подсчитанная за вычетом пораженной древесины, оказалась
недостаточной, то такой элемент следует считать аварийным.
77
2.5.12. Связь различных дефектов и повреждений с техническим
состоянием деревянных конструкций
Связь основных встречающихся дефектов и повреждений с
техническим состоянием деревянных конструкций представлена в табл.
2.6.
Таблица 2.6
Основные дефекты и повреждения деревянных конструкций, и их
влияние на техническое состояние
№
п/п
Вид дефектов и
повреждений
Влияние дефектов и
повреждений на категорию
технического состояния
Возможные
причины появления
1
2 3 4
1
Фактическое отсутствие
отдельного элемента
наката, потеря целостности
Аварийное техническое состояние
Ошибки при монтаже
2
Отклонение от проектного
положения
Аварийное техническое состояние
обосновывается результатами
расчетов с учетом выявленных
отклонений
Ошибки при
изготовлении и
монтаже
3
Местное выпучивание
простенков брусчатых стен
Аварийное техническое состояние
определяется по результатам
расчетов и оценки влияния
дефектов на работу конструкции
Расстройство
горизонтальных связей
между бревнами
4
Уменьшение сечения
Аварийное техническое состояние
определяется по результатам
расчетов и оценки влияния
дефектов на работу конструкции
Поражение гнилью
5
Осадка элементов сборнощитовых и каркасных стен
с образованием перекосов
и щелей между элементами
стены
Аварийное техническое состояние
определяется по результатам
расчетов и оценки влияния
дефектов на работу конструкции
Расстройство
соединений между
элементами
6
Продольные трещины
Аварийное техническое состояние
определяется по результатам
расчетов и оценки влияния
дефектов на работу конструкции
Усушка древесины
7
Прогиб элементов
Аварийное техническое состояние
определяется по результатам
расчетов и оценки влияния
дефектов на работу конструкции
Нарушения правил
транспортирования,
хранения, монтажа и
эксплуатации
конструкций
78
3. ОБСЛЕДОВАНИЕ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ
ОСНОВАНИЙ И СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
Основными показателями, характеризующими качество
конструкций, являются их прочность, жесткость и трещиностойкость.
Жесткость и трещиностойкость оцениваются, соответственно, по
прогибам и наличию или шириной раскрытия трещин при
эксплуатационных нагрузках. Поэтому жесткость и трещиностойкость
конструкций в зданиях и сооружениях могут быть определены прямыми
или косвенными способами.
Прямые способы предполагают непосредственное измерение
прогибов или ширины раскрытия трещин конструкций, находящихся под
нагрузкой. Косвенные способы предполагают оценку жесткости и
трещиностойкости по значениям показателей качества, которые могут
быть определены при обследовании.
Такими показателями являются прочность материалов конструкций
(бетон, камень, раствор, сталь и т. п.), диаметр и положение арматуры,
геометрические размеры сечения, используя которые расчетом
определяют прогиб, ширину раскрытия или момент образования трещин.
Прочность конструкции оценивается величиной разрушающей
нагрузки, которая для эксплуатируемых конструкций не может быть
определена прямыми способами. Поэтому в этом случае применяются
только косвенные способы с использованием показателей качества,
которые могут быть определены при обследовании.
3.1. Обследование технического состояния оснований
и фундаментов
В состав работ по обследованию грунтов оснований и фундаментов
зданий (сооружений) в соответствии с программой работ, сложностью
инженерно-геологических условий и наличием повреждений и
деформаций могут быть включены:
- изучение имеющихся результатов и фондовых материалов
инженерно-геологических изысканий и исследований, проводившихся на
данном или на соседних участках, изучение планировки и
благоустройства участка;
- изучение материалов, относящихся к конструктивному решению
фундаментов;
- проходка шурфов вблизи фундаментов;
- проведение или актуализация инженерно-геологических
изысканий;
79
- обследование технического состояния свайных фундаментов,
определение фактической длины, измерение диаметра или размеров
поперечного сечения свай, их шага.
При обследовании оснований и фундаментов:
- уточняют инженерно-геологическое строение участка застройки;
- определяют типы фундаментов, их форму в плане, размер, глубину
заложения, выявляют выполненные ранее усиления фундаментов и
закрепления оснований;
- устанавливают повреждения фундаментов с фотографированием
дефектных участков и определяют прочность материалов их конструкций;
- отбирают пробы для лабораторных испытаний материалов
фундаментов и грунтов основания из-под подошвы фундаментов для
проведения физико-механических испытаний (отбор материала
фундаментов выполняют в случае решающей роли прочности материала
в обеспечении несущей способности);
- устанавливают наличие и состояние гидроизоляции, а также
уровень грунтовых вод (при их появлении в шурфе), температуру и
степень агрессивности подземных вод.
Расположение и общее количество шурфов, точек зондирования,
необходимость применения геофизических методов, объем и состав
физико-механических характеристик грунтов определяют в соответствии
с нормативными документами, в зависимости от размеров здания или
сооружения и сложности инженерно-геологического строения площадки
или принимают по материалам комплексных инженерных изысканий,
выполняемых для разработки проектной документации.
В результате обследования грунтов устанавливают соответствие
новых данных архивным (при наличии). Выявленные различия в
инженерно-геологической и гидрогеологической обстановке и свойствах
грунтов следует учитывать при выявлении причин деформаций и
повреждений зданий, разработке прогнозов и при выборе способов
усиления фундаментов или упрочнения основания (при необходимости).
Контрольные шурфы откапывают, в зависимости от местных
условий, с наружной или внутренней стороны фундаментов. Количество
шурфов определяют по величинам нагрузок на фундаменты [под
наружные и внутренние стены, загруженные и не загруженные
временными нагрузками, стены лестничных клеток, колонны каркаса
(наружные, внутренние, фахверковые и т. п.)]. Места расположения
шурфов необходимо согласовать с собственником здания, службами,
контролирующими подземные сети и сооружения (при их наличии). При
наличии трещин, выходящих на фундаменты, рекомендуется проводить
отрывку шурфов в таких местах.
80
При наличии деформаций стен и фундаментов шурфы в этих местах
роют обязательно. При этом в процессе работы назначают
дополнительные шурфы для определения границ фундаментов,
находящихся в аварийном или ограниченно-работоспособном
техническом состоянии.
Общее число шурфов определяется размерами и конфигурацией
объекта, грунтовыми условиями и целями обследования. Ориентировочно
их назначают в соответствии с рекомендациями табл. 3.1-3.4.
Таблица 3.1
Число шурфов для обследования зданий
№
п/п
Цель обследования
Число шурфов
1
Реконструкция или капитальный
ремонт без увеличения нагрузок
3..4 в здании
2
Наличие деформаций наземных
конструкций
Обязательно в местах деформации
на-земных конструкций
3
При реконструкции с
увеличением нагрузки
У всех характерных стен и колонн
4
При частичной надстройке
У всех характерных степ и колонн
на участке надстройки
5
Устранение проникновения воды
в подвал или сырости стен в
подвале и первом этаже
По одному в каждом обводненном
или сыром отсеке
6
Углубление подвала
По одному у каждой стены
Таблица 3.2
Количество контрольных турфов в зависимости от размеров здания
или сооружения
№
п/п
Число секций здания
(сооружения)
Число шурфов
1
1
3 2 2
5
3
3-4
7
4
5 и более
9-12
Примечание: За секцию принимается часть здания с лестничной клеткой
общей длиной не более 20,00 м.
Таблица 3.3
Размеры контрольных шурфов в зависимости от глубины
заложения фундаментов
№
п/п
Глубина заложения фундамента,
м
Площадь сечения шурфов в плане
по низу, м2
1
до 1,5
1,25
2
1,5-2,5
2
3
более 2,5
2,5 и более
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]