Дефекты деревянных конструкций
Дефекты деревянных конструкций
Дефектами деревянных конструкций, как и конструкций из других материалов, являются любые несоответствия деревянных конструкций притязаниям ГОСТ, ТУ, норм проектирования, проекту. Дефекты конструкций, вызванные внешними воздействиями, называют дефектами.
Дефекты деревянных конструкций могут возникнуть из-за ошибок при проектировании, отступлений от проекта при производстве строительных работ, нарушений правил эксплуатации сооружений, воздействия пожара.
Для древесины характерны биоповреждения, стимулированные жизнедеятельностью домовых грибов и насекомых.
Дефекты деревянных конструкций, вызванные ошибками при конструировании
За последний месяц распространились крыши сложных форм: вальмовые и мансардные с переломом скатов, пирамидальные, с перепадами по высоте, сложным планом.
Архитекторы, разрабатывающие проект, не учитывают полномочий создания нормальных стропильных конструкций.
Максимально надежной в эксплуатации является кровля по наслонным стропилам, однако они требуют, кроме наружных стен, промежуточные опоры, однако во многих случаях в проектах нужных переходных опор для крыши нет.
Встречаются проекты, в которых вентиляционные и дымовые трубы находятся в зоне разжелобков.
Не всегда конструкторы управляются с проектированием сложных крыш, а во многих случаях архитекторы обходятся без конструкторов, решая стропильную систему. В результате в проекте бывают замечены элементы крыш, обладающие недостаточной несущей способностью и большой деформационностью, не обеспечивающие водопроницаемость кровли и достаточный температурно-влажностный режим в чердачных помещениях.
Лучшей кровлей является та, в которой нагрузка, действующая на крышу, передается наиболее коротким путем через несущие элементы крыши и наименьшее количество узлов сопряжения на стены здания.
При проектировании конструкций крыши главным является не только подбор сечения несущих элементов, но и исследование их узлов сопряжения.
Узлы сопряжения деревянных элементов должны быть просты в производстве, четко фиксировать места передачи усилий, воспринимать все действующие вертикальные и горизонтальные нагрузки, исключать появление распора там, где это вполне вероятно, препятствовать попаданию и застою влаги в узлах.
Для нормальной длительной эксплуатации деревянных конструкций необходимо исключить их увлажнение от атмосферных вод, протечек санитарно-технических систем, а также соблюдать нормальный температурно-влажностный режим и воздухообмен в чердачных помещениях и ограждениях мансард.
При конструировании деревянных конструкций следует учитывать. Что для образования и развития процесса гниения древесины нужно хитросплетение ряда факторов:
-наличие спор дереворазрушающих грибов;
-наличие кислорода;
-температура от 0 до 50град.;
-наличие влаги.
Если устранить хотя бы один из перечисленных факторов развитие грибов станет невозможным.
Первый фактор устранить нельзя, так как в воздухе и на конструкциях всегда имеется много спор грибов.
Устранить возможность контакта конструкции с воздухом, если она расположена не в воде, также не видится возможным.
Иметь постоянно температуру среды ниже 0град. и выше 50град. также невыполнимо.
Таким образом, при проектировании деревянных конструкций нужно применять влияние фактора влажности.
Необходимо проектировать деревянные конструкции так, чтобы исключить увлажнение древесины(влажность ее обязана быть не более 20%).
Так, как процесс гниения древесины сопровождается интенсивным выделение воды, то необходимо обеспечить деревянные конструкции необходимым для удаления влаги воздухообменом.
Для исключения увлажнения древесины атмосферными водами прежде всего нужно соблюдать целостность кровельного покрытия.
Целостность кровельного покрытия находится в зависимости от жесткости обрешетки и стропильной системы и правильного выбора материала кровельного покрытия. Нельзя производить уклоны кровли вне пределов допускаемого для выбранного кровельного материала.
Если применять кровлю из кровельной стали. То при уклонах меньших 16град. стоячие фальцы следует производить только двойными, а лежачие – с пропайкой.
Вторым условием исключения увлажнения деревянных конструкций является обеспечение хорошего температурно-влажностного режима в чердачных помещениях, стеновых ограждениях перекрытиях. Температурно-влажностный режим должен исключить образование конденсации паров на деревянных составляющих.
В современной стропильной практике устройства кровли получили распространение так называемые подкровельные которые были использованы. При кровлях из металла укладывается гидроизоляционная противоконденсатная пленка. Эта пленка состоит из полипропиленовой ткани, заламинированной с двух сторон полипропиленовой пленкой. С нижней стороны пленки присоединен влагопоглощающий нетканый материал – вискоза. Ламинирование с двух сторон обеспечивает паронепроницаемость вроде как и гидроизоляционность с другой. Конденсируемая влага не стекает, а удерживается в ворсистом материале. Влага, попавшая в полость между кровельным покрытием и пленкой, стекает наружу по зазору, образованному контррейкой, прибитой к стропильной ноге.
Этот зазор должен вентилироваться через надкарнизную щель и щель в коньке.
При так называемом «дышащем» кровельном покрытии(естественная черепица, ондулин, катерпал и др.) используется «дышащая» пленка. Эта пленка представляет собой трехслойный материал: арматурная сетка из лавсановых полос и двух внешних слоев, изготовленных из полиэтиленовой пленки. Двухстороннее ламинирование гарантирует пленке гидроизоляционные свойства. Пленка имеет микроперфорацию, которая делает ее паропроницаемой.
В утеплении ограждения мансард для исключения попадания влаги из комнаты в утеплитель изнутри ограждения укладывается пароизоляционная пленка.
В утепленных ограждениях между гидроизоляционной пленкой и утеплителем оставляют зазор 20-40 мм. Этот зазор рассказывается у карниза и у конька с наружным воздухом.
Также надо в проекте разработать надежное примыкание кровли к трубам, слуховым окнам и лазам, местами прохода и закрепления антенн.
Любая недоработка в проекте конструкции кровли приводит к увлажнению деревянных элементов крыши и сокращению их срока эксплуатации.
Нормальный температурно-влажностный режим чердака или утепленной кровли должны исключать или уменьшать до минимума вероятность таяния снега на кровле при отрицательной температуре наружного воздуха. Если это не соблюдается, то на свесах кровли, в настенных и подвесных желобах появляются наледи, а также сосульки на карнизах и наледи на тротуарах. В местах наледей на кровле создается напор воды и появляются протечки кровли.
Если применяется греющий провод в желобах, на свесах, в водосточных трубах, то необходимо проектировать и ливневую канализацию с обогревом. В противном случае на тротуарах и вокруг сооружения будут образовываться наледи.
При проектировании крыш и совмещенных утепленных кровель необходимо добиться того, чтобы при отрицательной температуре внутреннего воздуха температура кровли была не выше 0град. Нормативных требований к теплотехническому расчету, обеспечивающему эти условия, нет.
Предоставляется, что в этих расчетах нужно брать на себя температуру поверхности кровли -0,5 град., температуру наружного воздуха -3град., толщину снегового покрова из свежевыпавшего снега 0,05 м или уплотненного 0,2 м. Теплопроводность свежевыпавшего снега можно принять 0,12 ВТ/(м град), а для плотного снега 0,46 ВТ/(м град).
Эти расчеты позволят квалифицировать минимально допустимую степень утепления ограждения покрытия мансарды и минимально допустимую температуру воздуха на чердаке.
Для обеспечения максимально допустимой температуры воздуха в чердачных помещениях необходимо создать требуемое противодействие теплопередачи чердачного перекрытия, утеплить двери и лазы на чердак из лестничных клеток, снизить теплопотери труб системы отопления, проходящих в чердачных помещениях, предусмотреть достаточное количество слуховых окон с жалюзийными решетками. Расположение слуховых окон должно гарантировать сквозное проветривание чердачных помещений.
Деревянные строительной балки межэтажных перекрытий обычно наглухо заделываются в кирпичных стенах без учета необходимости обеспечения вентиляции пространства вокруг конца строительной балки. Это может привести к быстрому загниванию опорного конца балок.
В наружных кирпичных схемах должно быть исключено образование конденсата в гнездах балок. Конструкция гнезд для балок в наружных стенах находится в зависимости от толщины стены. Если толщина стены равна двум кирпичам, что характерно для многих зданий постройки ХХ века, то балка должна заделываться в стену наглухо. Глухая заделка учитывает обертку с четырех сторон конца балки утеплителем и гидроизоляционным материалом, плотно примыкающим к кладке стены. Торец строительной балки остается открытым и ничем не покрывается, кроме водорастворимым антисептиком.
При наружных стенах толщиной 0,64м и более, а также в случае утепления снаружи стен толщиной в два кирпича гнездо балки необходимо сделать открытым.В гнездо устанавливается ящик из антисептированных досок. Торец гнезда утепляется.
Во внутренних стенах любой толщины гнезда для балок следует предусматривать всегда открытыми. Строительной балки должны опираться на слой гидроизоляции.
К сожалению, открытую заделку балок в стенах ранее могли использовать редко, а в настоящее время балки перекрытий в основном делают с глухой заделкой. Это отрицательно сказывается на прочности деревянных балок.
Нельзя покрывать сверху деревянные балки чердачных перекрытий антикоррозионным или пароизоляционным материалом, так как это нарушает воздухообмен у поверхности балок, что может привести к их загниванию.
При проектировании стропильной системы для здания с рубленными деревянными стенами следует правильно располагать выступы на концах стропильных ног, опираемых на верхний конец деревянного сруба. Если стропильная система имеет прогон, опираемый на стойки, или средняя стена имеет значительно большее количество венцов, чем наружная стена, то уступ на стропильной ноге должен находится с внутренней стороны наружной стены. Если отсутствует коньковый прогон, опираемый на стойки(стропильная система должна при всем при этом иметь ригель), то уступ должен располагаться с внешней стороны наружной стены. Если это не соблюдать, то при осадке деревянного сруба верхние венцы наружных стен будут смещаться либо внутрь в первом случае, либо наружу – во втором.
При строительстве деревянных срубов часто применяют бревна, обработанные по скобу. Сруб из таких деревянных брусьев выглядит привлекательно, но на самом деле противоречит эстетике конструкции из бревна с естественным сбегом. Кроме того бревна, подвергнутые обработке под скобу (цилиндрованные), теряют наружный слой наиболее устойчивый к атмосферным осадкам.
Нижний венец деревянного сруба из бревен или бруса должен быть изолирован от кирпичного или бетонного цоколя слоем гидроизоляции. Однако при всем при этом нельзя весь нижний венец покрывать гидроизоляцией, так как это исключит воздухообмен у поверхности венца и приведет к быстрому загниванию. Защиту нижних венцов от атмосферных вод лучше всего сделать в виде дощатого цоколя с обеспечиванием вентиляции пространства между срубом и обшивкой цоколя.
Учет в проектах деревянных конструкций перечисленных мероприятий позволит уже на стадии проектирования устранить возможность появления значительного количества дефектов деревянных конструкций.
Дефекты деревянных конструкций, вызываемые неисполнением проекта и правил производства строительных работ
Неудовлетворительная квалификация рабочих, особенно у плотников, приводит к появлению большого количества дефектов деревянных конструкций. Произвольно меняются сечения деревянных элементов, шаг балок перекрытий и стропильных ног. Особенно много ошибок при возведении деревянных конструкций встречается в исполнении узлов сопряжений.
Как уже отмечалось, для деревянных конструкций очень часто применяется древесина повышенной влажности. Нормами допускается древесина до 40% только для элементов, в которых усушка древесины не вызывает расстройства или увеличения податливаемости соединений.
Часто выполняют неэквивалентную замену сечений деревянных элементов при отсутствии предусмотренных проектом сечений пиломатериалов и деревянных брусьев.
При обследовании деревянных конструкций строящихся зданий часто встречаются замены разрезов балок, перекрытий, стропильных ног и прогонов, причем замена во всех случаях связана была с уменьшением размеров поперечных сечений элементов. В узлах сопряжения элементов площадки передачи усилий редко были перпендикулярны к усилиям. Как уже отмечалось, что и ведет к появлению сдвигающих усилий там, где они по проекту не должны быть, и распору в конструкции, которая обязана быть безраспорной.
Если делают врубку в мауэрлате из бруса для опирания стропильной ноги, то во врубке появляется возможность скопления влаги и развития грибов. Мауэрлат из бруса имеет горизонтальную площадку для опирания стропильной ноги, в следствии этого врубка в нем только ухудшает условия его работы.
При осуществлении соединения стойки стропильной системы с лежнем с использованием шипа также создаются условия скопления влаги в вырубленном гнезде. Гнезда для шипа также ослабляют сечение лежня и прогона. Более рациональным является соединение с использованием стального штыря, установленного в просверленной скважине. В прогоне приходится сверлить сквозную скважину сверху, в которую забивается штырь. Верхняя часть скважины в прогоне после забивки штыря должна быть заделана обеззараживающей пастой. Если этого не сделать, то в скважине может скапливаться влага.
Обследования показывают, что не всегда в узлах сопряжения деревянных элементов ставятся все предусмотренные планом соединительные элементы: болты, нагели, гвозди. скобы, скрутки. Это приводит к снижению несущей способности конструкций. При недоступности в лобовой врубке страховочной шпильки в случае разрушения площадки скалывания произойдет обрушение деревянной фермы.
При техническом обследовании деревянных конструкций всегда отмечают наличие трещин от усушки древесины, однако количественной оценки влияния трещин на работу деревянных конструкций обычно не выполняют.
При производстве работ не всегда осуществляется защита от влаги в месте контакта древесины с кирпичной кладкой, бетоном и стальными системами, где может образоваться конденсат.
Также не всегда в должной мере производится защита деревянных конструкций от биоповреждений и огня.
Нельзя допускать в процессе возведения увлажнение атмосферными водами деревянных конструкций, в особенности совмещенных покрытий с утеплителем.
Для этой цели необходимо не вести работы в период выпадения атмосферных осадков и укрывать пленкой деревянные конструкции в перерывах между работами. Если допущено увлажнение утеплителя и подшивки совмещенных покрытий, то практически невозможно продолжить устройство кровли без окончательного удаления увлажненного кровельного покрытия, утеплителя, подшивки и досок. В замкнутом пространстве увлажненные элементы совмещенного покрытия быстро поражаются гнилью.
Увлажнение частей утепленной кровли может происходить и без замачивания ее атмосферными водами при неправильном применении подкровельных материалов. Так, если подкровельную пленку расположить поверх контррейки, то образовывается замкнутое пространство между кровлей и пленкой, ограниченное обрешеткой , из которого затруднен выход влаги при «дышащей» кровле и не возможен при кровле из металла.
Если использовать местами пароизоляционную пленку, которая должна лежать под утеплителем, на микроперфорированную пленку, которая должна находится выше утеплителя, то будет происходить конденсация паров на пароизоляционной пленке и увлажнение утеплителя.
Дефекты деревянных конструкций, вызываемые нарушением правил эксплуатации зданий
Главным недостатком деревянных конструкций, который появляется в результате нарушения правил эксплуатации здания, связан с смещением в худшую сторону температурно-влажностного режима в помещениях, приводящего к повышению влажности древесины, является поражение ее домовыми грибами.
Несвоевременный или низкокачественный ремонт кровель, водосточных труб, санитарно-технических систем приводит к длительному увлажнению деревянных конструкций при недоступности должного воздухообмена.
При повышении влажности древесины свыше 20%, появлении в древесине воды в капельно-жидком состоянии и полезной температуре воздуха начинают развиваться домовые грибы.
Поражению домовыми грибами подвергаются для начала мауэрлаты, лежни, стропильные ноги, обрешетки, концы деревянных балок, заделанных в наружных стенах, деревянные элементы перекрытий и внутренние стены в санузлах, нижние венцы деревянных срубов, подушки колод в них.
Если не принять во время соответствующие меры, то домовые грибы могут быстро поразить все деревянные конструкции дома.
При своевременном ремонте кровли и быстром устранении течи санитарно-технических систем и просушки увлажненных конструкций грибы могут вообще не успеть развиться, не взирая, что споры грибов в массовом количестве имеются на древесине любых конструкций.
Начавшийся процесс развития домовых грибов можно остановить путем уничтожения причин увлажнения деревянных конструкций, просушки сырых участков древесины, антисептированием и обеспечением постоянного воздухообмена пространства вокруг деревянных частей.
Отсутствие должного освидетельствоания деревянных конструкций и своевременного устранения обнаруженных дефектов является основной причиной недолговечности деревянных конструкций. В то же время, практика эксплуатации зданий показала, что в нормальных условиях деревянные конструкции могут поприсутствуем сотни лет без снижения эксплуатационных свойств.
Дефекты деревянных конструкций, вызываемые огневым действием при пожаре
При огневом воздействии во время пожара деревянные конструкции получают различные повреждения практически до полного разрушения. При продолжительном пожаре деревянные конструкции даже покрытые антипиренами полностью преображаются в угль или сгорают.
Сопротивление древесины непосредственному воздействию огня довольно высоко, особенно если этому действию подвергаются элементы крупных поперечных сечений, удаленные друг от друга. Близко расположенные горящие элементы способствуют крупному и быстрому подъему их температуры за счет излучения тепла. При пожаре отрицательное влияние оказывают разного рода щели и трещины в деревянных конструкциях. Выделяющиеся из древесины горючие газы воспламеняются от соприкосновения с открытым
Пламенем при температуре 215-260 град. При всем при этом происходит движение продуктов горения из толщи древесины наружу к кислороду воздуха. Сгорание газов происходит вне зажженной древесины. При достижении древесины температуры около 280 град. газообразование становиться очень насыщенным, а сам процесс – экзотермическим.
Оставшийся после отгона газов уголь способен соединяться с кислородом воздуха лишь если соблюдать условие притока к нему последнего извне.
Обугливание поверхности составляющих для целей древесины происходит со скоростью 0,8-1,0 мм/мин.
Стабильность абсолютно сухой древесины в 1,5-2 раза выше, чем древесины с влажностью 15-18%. Поэтому уменьшение сечения деревянного составляющего вследствие обугливания при пожаре наружных слоев в некоторой мере комментируется возрастанием прочности высохшей древесины внутренних слоев.
В следствии этого несущие крупные деревянные элементы(например, балки в старых зданиях) в огне теряют свою несущую способность поэтапно и притом медленнее, чем стальные конструкции. При нагреве стали у нее быстро снижаются механические свойства(предел текучести, модуль упругости).
Однако нужно иметь в виду, что после тушения пожара водой прочность древесины постепенно принимает начальной значение.
Для деревянных конструкций представляет опасность не только непосредственное соприкосновение с огнем, но и иные формы нагрева, особенно при длительном воздействии. Под влиянием нагрева лучеиспусканием древесина может достигнуть температуры интенсивного экзотермического разложения. При всем при этом может произойти самовозгорание выделяющихся из древесины газов. В результате происходящей при этом сухой перегонки древесины происходит значительное снижение ее стабильности.
Меры, принимаемые для уменьшения пожароопасности древесины могут быть разделены на две группы: плодотворные и химические.
К конструктивным мерам относятся: применение деревянных элементов большого сечения; уничтожение пустот в деревянных конструкциях; устройство брандмауэров, уменьшающих протяженность деревянных конструкций; покрытие деревянных частей разного рода ограждениями, затрудняющими доступ к ним воздуха, защищающими от нагрева лучеиспусканием и попадания искр на древесину. В качестве таких одежд применяют асбоцементные плиты, минераловатные плиты, облицовку кровельной сталью, штукатурку и др.
К химическим мерам, снижающим пожароопсность деревянных конструкций, относится использование разного рода антипиренов.
При нагреве химическое взаимодействие составляющие антипиренов приводят к снижению скорости выделения горючих газов из древесины. Довольно высокий эффект химическое огнезащиты достигается при пропитке древесины фосфорнокислым и сернокислым аммонием, бурой.
Кроме пропитки древесины антипиренами пускают в ход вспучивающие и невспучивающие огнезащитные поверхностные покрытия. Вспучивающие покрытия представляют собой смесь термостойких газообразных и волокнистых заполнителей в водном растворе полимерных связующих. При нагревании они вспучиваются.
Невспучивающееся покрытие получено на основе фосфатных цементов.
Отсутствие плодотворных и химических мер, снижающих пожароопасность деревянных конструкций или их неполное применение, является серьезным недостатком, который при выявлении должен срочно устраняться.
Статья с сайта компании ЗАО "Уездный город" http://www.uezdnyi-gorod.ru/
Статья размещена в рубрике: Интересное