Дефекты деревянных конструкций реферат

Обновлено: 30.06.2024

Несмотря на широкое применение железобетона, кирпича, металла и пластмассы, значительное место в строительстве занимает дерево благодаря таким свойствам, как хорошая обрабатываемость, долговечность, незначительный объемный вес, малый коэффициент линейного и температурного расширения и сравнительно большая прочность.

Деревянные конструкции могут служить много лет, однако неправильный отбор и неумелое использование древесины в конструкциях сокращает срок их службы. Деревянные конструкции при определенной температуре, влажности и других факторах подвергаются гниению в результате разрушения их грибами, а также жуками-точильщиками и иными видами древоточцев.

В зависимости от способа добывания органических веществ для питания грибы делятся на две основные группы:

К первой группе относятся грибы, развивающиеся на живых растениях, ко второй – грибы, развивающиеся только на мертвой древесине. Домовые грибы, разрушающие только древесину в строительных конструкциях, относятся к сапрофитам. Вследствие развития дереворазрушающих грибов, питающихся древесиной, происходит ее высыхание, растрескивание и гниение. Древесина начинает гнить при определенных условиях: при влажности более 25%, температуре от -3 о С до +35-70 о С, застойном воздухе и заражении ее грибами. Домовые грибы не развиваются на сухой древесине (с влажностью до 12%) и в древесине, находящейся в воздушно-сухом состоянии (15-18%). В полусухом состоянии древесина поражается некоторыми грибами. В сыром состоянии и при повышенной влажности она разрушается всеми видами грибов. В то же время древесина, находящаяся в воде и на сквозняке, грибами не разрушается. Для защиты древесины от гниения и разрушения надо создать вокруг эксплуатируемых конструкций такую температурно-влажностную среду, в которой не могли бы произрастать грибы. Если это осуществить нельзя, то древесину конструкций необходимо обработать специальными ядохимикатами – антисептировать.

Основным признаком появления домовых грибов служит наличие гиф (нитей гриба) на древесине. На более поздней стадии поражения древесина буреет, темнеет, покрывается трещинами. В зданиях дереворазрушающие грибы развиваются там, где возникают для этого благоприятные условия. Обычно это – сырые темные непроветриваемые помещения или их части. Такими местами могут быть:

· подполья на сыром грунте и необитаемые подвалы;

· неантисептированные концы балок в каменных стенах;

· накаты перекрытий при неисправных крышах;

· деревянные перегородки из сырого леса, оштукатуренные с двух сторон;

· деревянные конструкции, увлажненные и плохо проветриваемые;

Участки древесины, пораженной грибами, вырезаются и сжигаются, после чего конструкция усиливается антисептированной древесиной или специальными протезами.

Вредителями древесины также являются жуки-точильщики, их личинки термиты. Участки древесины, пораженные жуками и их личинками, тщательно осматривают, после чего решается вопрос о несущей способности данного элемента, о необходимости его замены или протезирования. Пораженные участки всегда вырезаются и сжигаются.

Биологический процесс разрушения деревянных конструкций можно сравнительно просто предотвратить путем антисептической пропитки или покрытия малыми дозами ядохимикатов. Противогнилостная профилактика деревянных конструкций заключается в правильном выборе типа конструкции, расположении слоев, которые могут загнивать, в прокладке пароизоляции со стороны помещений с высокой влажностью и в обеспечении воздушной прослойки у наружной поверхности конструкции. Для предохранения деревянных конструкций от загнивания необходимо проводить строительную профилактику. В ходе эксплуатации зданий надо осуществлять эксплуатационную профилактику: не допускать увлажнения деревянных конструкций, своевременно ремонтировать кровлю, санитарно-технические устройства и другие элементы здания. Защита древесины от гниения может проводиться несколькими методами: поверхностной обработкой, пропиткой, диффузионным методом, а также химическим консервированием, т.е. введением в полости клеточных оболочек и самих клеток химических ядов – антисептиков, убивающих грибы и препятствующие их развитию.

Все деревянные конструкции с точки зрения антисептирования делятся на две группы. К первой относятся элементы конструкций открытых сооружений, находящихся в жестких условиях и требующих наиболее эффективной защиты – сваи, ростверки, а также элементы, находящиеся на открытом воздухе, - цоколи, фундаментные стойки деревянных зданий. Ко второй группе относятся конструкции, подверженные периодическим увлажнениям, - перекрытия первого этажа, наружные стены, санузлы, балки, лаги, подоконные доски и все тонкие внутренние деревянные элементы. Эти элементы антисептируются преимущественно в целях профилактики. Для защиты эксплуатируемых деревянных конструкций от возгорания применяют огнезащитные покрытия.

Тема: Методы испытания деревянных конструкций и определения повреждений и дефектов.

Выполнила: Хаджимуратова А.

Проверил: ассоц.проф. Келемешов А


  1. Введение

  2. Древесина

  3. Обследования деревянных конструкций

  4. Защита древесины от загнивания

  5. Вскрытие деревянных конструкций

  6. Литературы

При обследованиях деревянных конструкций следует различать особенности неклееных и клееных конструкций и требований к условиям их эксплуатации, так как стойкость клеевых соединений к циклическим температурно-влажностным и другим эксплуатационным воздействиям отличается от неклееных конструкций.

При оценке стойкости клеевых соединений к циклическим температурно-влажностным воздействиям следует руководствоваться указаниями ГОСТ 17580-82, водостойкости — ГОСТ 17005-82, а влагозащитных качеств покрытий и пропиток — ГОСТ 22407-77.

Обследования деревянных конструкций

Для деревянных перекрытий по металлическим балкам эти цифры соответственно равны 2 и 4. Вскрываться должны полы (чистые и черные), стяжки, подготовка под полы, гидроизоляция, утеплитель или звукоизоляционная засыпка, подшивка, штукатурка.

Для определения физико-механических характеристик древесины и микоанализа из ненагруженных или слабонагруженных частей деревянных конструкций, имеющих повреждения и дефекты в не предусмотренных таблицей 1 СНиП II-25 условиях, высверливают керны или выпиливают бруски длиной 150 — 350 мм. Выпиленные бруски маркируются, помещаются в полиэтиленовые пакеты и отправляются для лабораторных исследований, а места отбора брусков фиксируются на схемах конструкций, которые прикладываются к актам с результатами испытаний образцов древесины.

Из брусков выпиливают образцы, размеры которых устанавливают соответствующим ГОСТом для каждого вида испытаний. Элементы деревянных конструкций, из которых выпилены бруски древесины, подлежат восстановлению или усилению.

Влажность древесины определяют по ГОСТ 16483.7 и ГОСТ 16588. Температуру и влажность в вентилируемых полостях перекрытий, чердачных и подвальных помещений определяют термометрами и психрометрами, а воздухообмен — с помощью анемометров. Плотность древесины определяют по ГОСТ 16483.1.

При выборе образцов особое внимание следует обращать на опорные и стыковочные узлы деревянных конструкций по всей их длине, а также на места болтовых, нагельных и гвоздевых соединений и на места контакта древесины с металлом, бетоном и кирпичной кладкой.

Тщательному обследованию при отборе образцов следует подвергать стропила в местах протечек кровли, в зонах, примыкающих к слуховым окнам. Должны быть отмечены естественные и искусственные пороки древесины, механические повреждения, увлажнение, биопоражение древесины и др.

К биологическим повреждениям древесины относится гниение, т.е. разложение древесины в результате воздействия различных грибов и разрушение ее древоточцами—насекомыми и моллюсками. Дереворазрушающие грибы — это растения, которые не могут самостоятельно синтезировать для своего развития питательные вещества и избирают в качестве их источника растущую или срубленную древесину.

Грибы, избирающие в качестве источника питания растущие деревья, называют грибами-паразитами. Грибы, развивающиеся на срубленной древесине, относят к грибам-сапрофитам. В эту группу входят домовые грибы, разрушающие деревянные элементы и конструкции в зданиях и сооружениях. Среди домовых грибов наиболее распространены гриб настоящий, пленчатый, шпальный, белый. Домовые грибы разрушают в древесине целлюлозу, вызывая деструктивную гниль. Некоторые грибы разрушают лигнин и целлюлозу, вызывая смешанную гниль и потерю механической прочности деревянных конструкций. Для развития домовых грибов необходимы следующие условия: влажность древесины не ниже 18—20%, доступ кислорода воздуха, положительная (5—45° С) температура и повышенная (90—100%) влажность воздуха, отсутствие солнечного освещения, наличие слабокислой среды.

Защита древесины от загнивания

Защита древесины от загнивания может осуществляться различными методами—конструктивными, химическими (антисептирование) и др.

Конструктивная защита заключается в создании таких условий влажности и воздухообмена, которые препятствуют развитию дереворазрушающих грибов. Весьма ответственной является защита от конденсационного увлажнения. Поэтому при конструировании панелей ограждающих конструкций в мансарде должны быть созданы такие условия, чтобы теплоизолирующий слой ближе примыкал к наружной (холодной) поверхности, а пароизолирующий — к внутренней. При необходимости сквозного пропуска через толщу ограждения металлических (теплопроводных) связей обязательна теплоизоляция их с холодной стороны и пароизоляция — с теплой. В панелях покрытий рекомендуется оставлять воздушную прослойку со стороны кровельного материала или делать продухи в ребрах каркаса. Условия, способствующие развитию дереворазрушающих грибов, являются: влажность древесины — 25-70%; температура -от минус 3 до +40 °С; застойный воздух (скорость движения воздуха менее 0,001м/с); наличие грибковых спор (практически повсеместно, где есть древесина). Признаками поражения деревянных конструкций дереворазрушающими грибами являются: спертый грибной запах в помещении; наличие образований на поверхности конструкций; изменение цвета конструкций (побурение), потеря прочности, высыхание, растрескивание, глухой звук при простукивании конструкций. Для определения вида гриба и степени поражения конструкций требуется микроскопическое исследование образцов древесины в специализированных лабораториях. Образцы для анализа размером 15х15х5 мм отбирают с сохранением грибных образований. Участки древесины, пораженные грибками и жуками-точильщиками, вырезаются и сжигаются, после чего конструкция усиливается антисептированной древесиной или специальными металлическими протезами. Взятие проб для оценки биоповреждений деревянных конструкций производят при выборочных вскрытиях полов, перегородок, подшивок потолков и т.п. Площадь вскрытия должна быть не менее 0,5 м2 в промежутках между балками перекрытий и не менее 30х30 см в перегородках. Диагностические признаки биоповреждений определяют визуально, а более точную диагностику устанавливают путем анализа отобранных проб древесины в лаборатории при микологических испытаниях. Главнейшими техническими вредителями древесины наземных древесных конструкций являются жуки-точильщики (мебельный и домовой), жуки-корабельщики, усачи, термиты, а подводных морских сооружений — корабельные черви. Основными разрушителями древесины являются личинки жуков. Как и грибы, личинки древоточцев требуют для своего развития определенных условий — доступа воздуха, положительную температуру, ограниченное содержание смолистых веществ.

Вскрытие деревянных конструкций

Вскрытие деревянных конструкций производят в первую очередь в местах протечек: у наружных стен, на опорах балок, прогонов и ферм; в санузлах, в местах прохода коммуникаций; в перекрытиях и перегородках, разделяющих отапливаемые и неотапливаемые помещения и т.д. Степень биологического повреждения элементов деревянных конструкций определяют путем отношения непораженной площади сечения элементов к его общей площади, на основе измерений глубины поражения древесины. Глубину биоповреждений древесины грибами следует определять путем стесывания пораженной древесины до здоровой структуры. Вид грибкового заболевания можно определить по внешнему виду пораженной древесины или рассмотрев ее на срез под микроскопом.

Стойкость древесины к биоразрушению определяют по ГОСТ 18610, а параметры защищенности древесины устанавливают по ГОСТ 20022.0. В висячих стропильных системах должны подробно обследоваться стыки нижнего и верхнего поясов по их длине, а также сопряжения поясов друг с другом, со стойками и раскосами, должна проверяться вертикальность плоскости висячих стропил. Из дефектных мест отбираются образцы для испытаний. При обследовании наслонных стропил в обязательном порядке должны определяться прогибы (провисания) поясов, затяжек и собственно стропил. Особенно тщательно должны обследоваться узлы опирания наслонных стропил на стены и оцениваться состояние опорных узлов с точки зрения поражения их гнилью. В этих местах, при необходимости, отбирают древесину для испытаний.

При обследовании клееных конструкций (балок, рам, арок) в первую очередь следует обращать внимание на состояние клеевых швов, их расслоение. При обнаружении расслоения необходимо определить глубину разрушения клеевого шва с поверхности конструкции. Следует обращать внимание на наличие гидроизоляционных прокладок под опорами арок и рам.

Предел прочности древесины при сжатии вдоль волокон определяют по ГОСТ 16483.10, а при сжатии поперек волокон — по ГОСТ 16483.11. Предел прочности древесины при статическом изгибе определяют по ГОСТ 16483.3, а модуль упругости при статическом изгибе — по ГОСТ 16483.9. Предел прочности древесины при местном смятии поперек волокон определяют по ГОСТ 16483.2. Предел прочности древесины при скалывании вдоль волокон определяют по ГОСТ 16483.5, а при скалывании поперек волокон — по ГОСТ 16483.12.

В связи с отсутствием данных об изменении прочности древесины во времени расчетные сопротивления древесины конструкции в целом или ее частей, не пораженных гнилью, принимают по СНиП II-25 как для новой древесины. При поверхностном разрушении древесины гнилью размеры сечения деревянных элементов уменьшают на толщину слоя, пораженного гнилью, а кроме того, если среда влажная и древесина поражена мицелием, то при расчете следует ввести коэффициент 0,8.

Основными признаками, характеризующими техническое состояние деревянных конструкций, являются: прогибы и деформации, прочностные показатели, влажностное состояние, биоповреждение (грибами и жуками), коррозия древесины (для конструкций, эксплуатируемых в условиях агрессивных сред), коррозия металлических накладок, скоб,, хомутов, болтов и др. не должны, приведенных в таблице: Предельные прогибы элементов деревянных конструкций зданий и сооружений № пп. Элементы конструкций Предельные прогибы в долях пролета, не более 1. Балки междуэтажных перекрытий 1/250 2.

Балки чердачных перекрытий 1/200 3. Покрытия (кроме ендов): а) прогоны, стропильные ноги 1/200 б) балки консольные 1/150 в) фермы, клееные балки (кроме консольных) 1/300 г) плиты 1/250 д) обрешетки, настилы 1/150 4. Несущие элементы ендов 1/400 5. Панели и элементы фахверка 1/250 Примечания: 1. При наличии штукатурки прогиб элементов перекрытий только от длительной временной нагрузки не должен превышать 1/350 пролета. 2. При наличии строительного подъема предельный прогиб клееных балок допускается до 1/200 пролета При обследовании деревянных конструкций необходимо особое внимание уделять эффективности мероприятий: по защите от непосредственного увлажнения атмосферными осадками, грунтовыми и талыми водами, производственными водами и др.; по предохранению древесины конструкций от промерзания, капиллярного и конденсационного увлажнения и по созданию осушающего температурно-влажностного режима окружающей воздушной среды (наличия естественной и принудительной вентиляции помещения, устройство продухов, аэраторов и др.); по противопожарной защите.

Влажностное состояние элементов деревянных конструкций определяют путем отбора образцов с размером 15х15х5 мм и лабораторных испытаний. При этом температура сушки в сушильных шкафах должна быть не более 60 °С. Определение влажности древесины следует производить с учетом требований ГОСТ 16483.7-81. Оценка степени коррозии металлических накладок, скоб хомутов и др., производится при значительном повреждении указанных металлических элементов коррозией прочность соединений оценивается с учетом этого фактора. Прочностные характеристики древесины можно установить путем лабораторных испытаний вырезанных из конструкций образцов или по виду материала (сосна, ель, лиственница, пихта и др.), пользуясь их нормативными характеристиками по СНиП II-20-80, а также ультразвуковым прибором типа УХ-14П.

При лабораторных испытаниях физико-технические характеристики древесины следует определять, руководствуясь указаниями ГОСТов16483.0-89, 16483.3-84, 16483.5-7*. Для определения технического состояния элементов деревянных конструкций необходимо кроме выше отмеченных факторов обратить внимание на состояние: узлов опирания несущих деревянных конструкций на фундаменты, каменные стены, стальные и железобетонные колонны и другие элементы конструкций с более теплопроводными или влагопроводными свойствами (при непосредственном их контакте). Узлы должны быть изолированы через гидроизоляционные прокладки; деревянных подкладок (подушек), на которых устанавливаются опорные части несущих конструкций. Подкладки должны быть из антисептированной древесины преимущественно лиственных пород; влажностного режима панелей стен и плит покрытий,определяемого путем отбора проб материалов и лабораторных испытаний. Допустимые значения влажности материалов деревянных стен приводятся в табл. 9.2; швов между панелями и плитами, которые должны быть утеплены и уплотнены герметизирующими материалами; металлических накладок в соединениях конструкций, эксплуатируемых в условиях, где возможно выпадение конденсата. Они должны быть изолированы от древесины гидроизоляционным слоем; деревянного каркаса обшивки и утеплителя, устанавливаемое путем вскрытия обшивки на 15-20 см ниже чердачного и междуэтажного перекрытий и подоконными проемами.

Проверку состояния деревянных конструкций (полов, перегородок, подшивки потолков, опор балок и ферм) производят путем выборочных вскрытий. В междуэтажных перекрытиях вскрытие осуществляют на участках между балками на площади не менее 0,5 м2. На накатах убирают засыпку, а с поверхности перегородок и потолков — штукатурку на участках 30х30 см. Вскрытие целесообразно производить также и в местах прохождения водопроводных и канализационных труб. Результаты обследований и определений фактических характеристик деревянных конструкций и их элементов сопоставляются с требованиями СНиП II-25-80, СНиП 2.03.11-85 и других нормативных документов. Фактическая влажность материалов стеновых конструкций сопоставляется с данными табл. 2.17 и при их превышении разрабатываются рекомендации по снижению эксплуатационной влажности конструкций. На основании результатов обследований производятся поверочные расчеты несущих конструкций по двум предельным состояниям и разрабатываются рекомендации по дальнейшей их эксплуатации и восстановлению их несущей способности и эксплуатационной надежности.

Производят при высоких существующих нагрузках на фундамент или в связи с неравномерными деформациями, приводящими к образованию трещин в стенах эксплуатируемого здания. При этом грунты исследуются с помощью скважин и шурфов.

Количество разведочных скважин устанавливается по результатам изучения инженерно-геологической документации, данных натурного обследования конструкций и конфигурации здания.

Обследование грунтов основания производится с помощью шурфов. Шурфы откапываются у стен здания или у отдельно стоящих колонн на 1,5 м ниже отметки подошвы фундамента. Из шурфов отбираются пробы грунта для определения физико-механических характеристик:

3) Угол внутреннего трения

4) Удельное сцепление

5) Модуль деформаций грунта

Количество проб, необходимых для определения нормативных и расчетных характеристик устанавливается в зависимости от степени неоднородности грунта и класса здания.

Повреждения строительных конструкций

Повреждения строительных конструкций вызываются рядом причин среди которых:

1) Технические недоработки изготовления

2) Низкое качество монтажа

3) Неучтенные проектом силовые и температурные воздействия

4) Нарушение условий эксплуатации

Повреждения классифицируются по виду и значимости. К наиболее характерным повреждениям, образующимся при эксплуатации здания относятся:

1) Увлажнение конструкций

2) Коррозия материала

3) Возникновение трещин в конструкциях

4) Воздействие на конструкции высоких температур

5) Воздействие резкого охлаждения конструкций при пожарах

Увлажнение конструкций:

Повышенное влагосодержание характерно для многих конструкций, контактирующих с водой. Различают 5 видов увлажнения:

1) Технологическая влага (при изготовлении конструкций)\

2) Увлажнение атмосферными осадками

3) Увлажнение утечками из водопровода и канализационной сети

4) Увлажнение конденсатом водяных паров воздуха

5) Увлажнение капиллярным и электроосмотическим подсосом грунтовой воды

Повышенное влагосодержание отрицательно сказывается на эксплуатационных показателях несущих и ограждающих конструкций. С повышением влажности возрастает коэффициент теплопроводности материала, ухудшаются его теплотехнические свойства. Кроме того, при изменении влажности изменяется объем материала, а при многократном увлажнении разрушается структура материала и тем самым снижается его долговечность. Неблагоприятно сказывается переувлажнение и на состоянии среды помещений.

Читайте также: