Министерство науки и высшего образования Российской Федерации ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧЕРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «ОРЕНБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» Архитектурно-строительный факультет Кафедра технологии строительного производства Реферат По дисциплине «Оценка технического состояния эксплуатируемых строительных конструкций» на тему: «Характерные дефекты деревянных конструкций» ОГУ 08.03.01.4020.089 З Преподаватель канд. техн. наук, доцент _______________ Р.Г.Каситмов «_____»____________ 2021г. Студент группы з16Стр(бп)ПГС-2 _____________ А.П.Кузнецов «_____»____________ 2021г. Оренбург 2019г. Содержание Введение ................................................................................................................................................................. 3 Свойства древесины .............................................................................................................................................. 4 Термины и определения ....................................................................................................................................... 5 Характерные дефекты и повреждения ................................................................................................................ 6 Основные причины возникновения дефектов и повреждений ......................................................................... 8 Дефекты деревянных конструкций, вызванные ошибками при проектировании ........................................ 13 Влияние пороков древесины .............................................................................................................................. 17 Заключение .......................................................................................................................................................... 19 Список используемых источников .................................................................................................................... 20 Лист ОГУ 08.03.01.62 1.1 17 104 АС Изм. Лист № документа Подпись Дата 2 Введение Древесина широко распространена во всем мире. Достоинства древесины: высокая прочность, низкая плотность, низкая теплопроводность, простота обработки, гигиеничность, самовосполнение запасов. Недостатки: анизотропия свойств, гигроскопичность, гниение, горючесть. Качество древесины определяется породой древесины, ее структурой и свойствами, общим состоянием и количеством дефектов. Область применения. Деревянные конструкции возводятся из дерева, используются для внешней и внутренней отделки, композитные материалы изготавливаются из древесных отходов (ДСП, ЦСП, арболит, ксилолит и др.). Древесина хвойных пород (сосна, лиственница, пихта, ель) особенно широко используется при изготовлении несущих конструкций (фермы, балки, сваи, пролеты мостов, опалубка). Из твердых пород древесины (дуб, бук, ясень) изготавливают мелкие детали - дюбеля, дюбеля и как отделочный материал в виде шпона, декоративной фанеры. При переработке более половины древесины (до 60%) уходит в отходы. Отходы используются при производстве: древесных плит, бумаги, спиртов, кислот и т. д. Мировая тенденция - увеличение использования древесины, экономное и эффективное использование древесины в строительстве, более полное использование отходов и некачественной древесины за счет их комплексной переработки с использованием достижений современной химии. Перспективные направления: защита деревянных конструкций от гниения и пожара; клееные деревянные конструкции; древесные плиты, пластмассы, фанера; химическая переработка отходов (бумага, спирты, кормовые добавки для животноводства). Для эффективного использования древесины необходимо знание ее свойств, способов рационального использования, средств и способов защиты. Лист ОГУ 08.03.01.62 1.1 17 104 АС Изм. Лист № документа Подпись Дата 3 Свойства древесины Чтобы правильно определиться с областью применения древесины в строительстве, необходимо знать ее свойства. Физические свойства: 1. Плотность - 400-700 кг/м³ (пихта 390, сосна 540, лиственница 790). Истинная плотность 1,54 г/см³. Плотность, определенная при определенной влажности древесины, обычно пересчитывается при стандартной влажности древесины 12%. 2. Гигроскопичность. Предел гигроскопичности (предел насыщения волокна) составляет 30%. 3. Влажность W. Свежесрезанный имеет влажность 50-100%; на воздухе - 15-20%; комнатная сушка - 8-12%. Вода в древесине вызывает снижение ее прочности, деформацию набухания, достигающую 6% (в радиальной плоскости) и 12% (в тангенциальной плоскости). При сушке древесины наблюдается усадка и коробление: по волокнам - 0,1%; в радиальной плоскости - 3-6%; тангенциальный - 6-12%. 4. Теплопроводность сухой древесины по волокнам 0,17 Вт/м 0К. Влажность определяют сушкой или электрическими влагомерами. Диапазон измерения влажности древесины электрическим влагомером (ЭВ-2М) от 7 до 30%. 5. Прочность древесины, особенно хвойных пород, очень высока (растворы солей, щелочей, органических и минеральных слабых кислот). В морской воде древесина плохо сохраняется. Также он разрушается концентрированными растворами минеральных кислот (азотная кислота любой концентрации). Смолистая древесина лиственницы наиболее устойчива к агрессивным средам. 6. Цвет древесины определяется дубильными веществами. Фактура (рисунок на поверхности) очень разнообразна. Дерево, в отличие от других строительных материалов, имеет приятный ароматный запах (смолы, эфирные масла). Механические свойства: Прочность древесины максимальна при нулевом содержании влаги и быстро падает с повышением влажности до предела гигроскопичности. Прочность древесины на сжатие: по волокнам - 50 МПа; по горизонтали 20 МПа. Прочность на изгиб - 100 МПа. В растянутом состоянии - 130 МПа (сталь - в 15 раз, стеклопластик - в 3 раза). Модуль упругости при изгибе - 104 Мпа. Дефекты древесины сильно снижают прочность. Пороки: сучки (здоровые, гнилые, сросшиеся, несросшиеся); трещины (метичные, морозные); дефекты формы туловища (кривизна, консистенция); дефекты структуры древесины (наклон волокон, двойная сердцевина); химические красители; грибковые поражения; червоточины; механическое повреждение. Лист ОГУ 08.03.01.62 1.1 17 104 АС Изм. Лист № документа Подпись Дата 4 Термины и определения Дефект - неисправность, возникающая в конструктивном элементе на стадиях его изготовления, транспортировки, монтажа или устройства, а также эксплуатации. Деформация конструктивного элемента - изменение формы и размеров конструкции (или части ее) под влиянием нагрузок и воздействий. Повреждение - отклонение качества, формы и фактических размеров конструктивных элементов здания от требований нормативных документов или проекта, возникающее в процессе эксплуатации. Гниение (аммонификация) - процесс разложения азотсодержащих органических соединений (белков, аминокислот), в результате их ферментативного гидролиза под действием аммонифицирующих микроорганизмов с образованием токсичных для человека конечных продуктов - аммиака, сероводорода, а также первичных и вторичных аминов при неполной минерализации продуктов разложения. Пиролиз - термическое разложение органических соединений без доступа воздуха. Деструкция - нарушение целостности материала, при котором прекращается процесс упругой и пластической деформации. Горение - сложный физико-химический процесс превращения компонентов горючей смеси в продукты сгорания с выделением теплового излучения, света и лучистой энергии. Приближенно можно описать природу горения как бурно идущее окисление. Влажность - показатель содержания воды в физических телах или средах. Прочность - свойство материала сопротивляться разрушению под действием внутренних напряжений, возникающих под воздействием внешних сил. Ползучесть материалов - изменение с течением времени деформации твёрдого тела под воздействием постоянной нагрузки или механического напряжения. Сушка - удаление жидкости из веществ и материалов тепловыми способами. Предел прочности - механическое напряжение, выше которого происходит разрушение материала. Несущая способность - Максимальная нагрузка, которую могут нести строительные конструкции, их элементы, а также грунты оснований без потери их функциональных качеств. Брандмауэр - глухая противопожарная стена здания, выполняемая из несгораемых материалов и предназначенная для воспрепятствования распространению огня на соседние помещения или на соседние здания. Лист ОГУ 08.03.01.62 1.1 17 104 АС Изм. Лист № документа Подпись Дата 5 Характерные дефекты и повреждения Дефектами деревянных конструкций, как и конструкций из других материалов, являются любые несоответствия деревянных конструкций требованиям ГОСТ, ТУ, норм проектирования, проекту. Дефекты конструкций, вызванные внешними воздействиями, называют повреждениями. Дефекты деревянных конструкций могут возникнуть из-за ошибок при проектировании, отступлений от проекта при производстве строительных работ, нарушений правил эксплуатации зданий, воздействия пожара. Для древесины характерны биоповреждения, вызванные жизнедеятельностью домовых грибов и насекомых. Дефекты конструкций - отклонения формы и фактических размеров от проектных параметров, возникшие в процессе изготовления и монтажа. Повреждения конструкций - снижение качества, нарушение формы и фактических размеров, возникшие в процессе эксплуатации под воздействием нагрузок и условий эксплуатации. При инженерном обследовании деревянных конструкций особое внимание обращается на места, наиболее опасные в отношении увлажнения и загнивания древесины: дощатые настилы под рулонным ковром, ендовы и карнизные участки покрытия, конструкции у торцовых стен, опорные части конструкций, наличие и состояние гидроизоляции, подоконные участки, нижние брусья стен, верхние грани балок, арок, рам, ферм. Проклассифицируем наиболее часто встречающиеся дефекты и повреждения деревянных конструкций: 1. Биоповреждения загнивание древесины; продольные усушенные разбухание при высыхании; поражение насекомыми. трещины, коробление 2. Дефекты вызванные ошибками при проектировании; несоблюдение проекта и правил производства работ; нарушение правил эксплуатации зданий; огневое воздействие. древесины, Наиболее часто встречаются следующие дефекты и повреждения деревянных конструкций: загнивание древесины, поражение насекомыми Лист ОГУ 08.03.01.62 1.1 17 104 АС Изм. Лист № документа Подпись Дата 6 продольные усушенные трещины, разрывы растянутых элементов в местах ослабления сечения отклонение от вертикали, выгиб из плоскости, местное выпучивание сжатых элементов прогибы и изломы изгибаемых элементов расслоения по клеевым швам клееных деревянных элементов дефекты соединений (скалывание лобовых врубок и шпонок, срезы нагелей) механические повреждения с ослаблением поперечного сечения элементов. При освидетельствовании растянутых элементов необходимо выявлять наличие полных или частичных разрывов или надрывов волокон древесины вблизи стыков; около сучков, выходящих на кромки элементов; около отверстий под нагели; фиксировать глубину и протяженность продольных усушечных трещин и трещин по косослою. Сжатых, изгибаемых и сжато-изгибаемых элементах проверяется правильность и достаточность раскрепления сжатой кромки из плоскости действия вертикальной нагрузки, признаки выпучивания, прогибы и изломы. Опасны местные деформации (выпучивание) сжатых элементов, превышающие 1/80 его длины. В изгибаемых элементах прогибы, превышающие нижеприведенные величины, свидетельствуют об аварийном состоянии конструкций: в балках и прогонах цельного или клееного сечения более 1/50l; составных балках на податливых связях (на шпонках, пластинчатых нагелях) - более 1/100l; в фермах - более 1/150l [2]. При обследовании стропил дополнительно фиксируется наличие креплений стропил к кирпичным стенам проволочными скрутками и шаг этих креплений. В КДК, кроме вышеописанных дефектов, замеряют длину и глубину расслоений по клеевым швам, а также места их расположения (обычно расслоения встречаются вблизи опорных узлов в средней части сечения, а также в арках в местах появления радиальных растягивающих напряжений поперек волокон) [1]. В узлах проверяется количество и правильность размещения нагелей и болтов (соответствие требованиям СП «Деревянные конструкции» расстояний между нагелями вдоль и поперек волокон древесины), степень обжатия соединяемых элементов болтами (болты часто не затянуты), наличие трещин по возможным площадкам скалывания, наличие гидроизоляционных прокладок из толя или рубероида под опорными подушками, мауэрлатами. Лист ОГУ 08.03.01.62 1.1 17 104 АС Изм. Лист № документа Подпись Дата 7 Основные причины возникновения дефектов и повреждений • нарушение правил эксплуатации Большинство серьезных повреждений и аварий деревянных конструкций, как и других видов строительных конструкций, связано с нарушением правил эксплуатации зданий и сооружений. Чаще всего эти нарушения приводят к загниванию деревянных конструкций. Основные причины загнивания деревянных конструкций: прямое или конденсационное увлажнение, дефекты гидроизоляции, не соблюдение температурно-влажностного режима эксплуатации. Наиболее часто стропильные конструкции повреждаются у торцов зданий, из-за протечек в кровле ввиду небрежно выполненного примыкания рубероидного ковра к парапетным стенам. Возведение различных пристроек и надстроек к существующему зданию приводит к изменению схемы приложения снеговой нагрузки на покрытие и схемы водоотвода с крыши. Если эти вопросы решены неграмотно, то конструкции оказываются перегруженными в зоне снегового мешка, а нарушение водостока приводит к загниванию опорных частей конструкций. Случаев загнивания КДК очень мало, в частности, отмечены случаи загнивания верхней зоны сечения арок под прогонами, а также зафиксировано загнивание арок, расположенных в противопожарных зонах складов минеральных удобрений. Для повышения огнестойкости арок, по требованию пожарников, поперечное сечение конструкций в этих зонах обшили оцинкованной жестью с прокладкой из асбеста. Сечение деревянного элемента оказалось в замкнутом пространстве без вентиляции, что привело к конденсации влаги на поверхности арок и загниванию древесины. После случаев обрушения таких арок было принято решение снять эту обшивку. Характерная ошибка при эксплуатации чердачных помещений - глухая заделка слуховых окон (листами фанеры или остекление). Это не только нарушает режим проветривания деревянных конструкций, но и приводит в летний период к повышению температуры внутри чердачного помещения (t >50°С, особенно при использовании в покрытии кровельного железа). По этой причине наблюдается разрыв нижних растянутых поясов деревянных ферм из-за «текучести» древесины при высоких температурах. Балки чердачных перекрытий в старых зданиях часто полностью засыпаются шлаком, что ведет к поверхностному загниванию деревянных балок на глубину 2...3 см, однако при сверлении в глубину сечения древесина, судя по белому цвету стружки, зачастую имеет здоровый вид. Другой ошибкой является обертывание толем опорных концов балок или даже полное обертывание толем балок по всей длине, что способствует конденсации влаги на поверхности древесины и препятствует проветриванию конструкций. Достаточно проложить слой гидроизоляции под опорную подушку или опорную часть балки, соприкасающуюся с кирпичной стеной. Лист ОГУ 08.03.01.62 1.1 17 104 АС Изм. Лист № документа Подпись Дата 8 Механические повреждения деревянных конструкций случаются, как правило, при погрузочно-разгрузочных работах внутри зданий и сооружений. Загнивание опорной части деревянной балки с перекрестной дощатой стенкой на гвоздях (из-за нарушения водостока с кровли после пристройки слева более высокого здания) • низкая прочность конструкций (дефекты изготовления) Другой, часто встречающейся причиной повреждений и аварий деревянных конструкций являются дефекты изготовления, которые возникают при нарушении технологического процесса производства конструкций. В частности, применение для изготовления конструкций сырой древесины (с влажностью более 20 %) приводит в процессе эксплуатации к появлению в деревянных элементах продольных усушечных трещин, которые мало влияют на несущую способность сжатых и изгибаемых элементов, но опасны в растянутых элементах и в коротких балках. Для КДК наиболее характерны следующие нарушения технологического процесса: сушка пиломатериалов при жестких режимах, что приводит к короблению досок, появлению значительных внутренних напряжений в клееных элементах и расслоению по клеевым швам превышение нормативных сроков хранения синтетических смол, несоблюдение правил приготовления клеев, ошибки в дозировке отвердителя ведут к снижению прочности клеевых швов и их расслоению в процессе эксплуатации низкое качество соединений заготовок по длине на зубчатый шип и возможное расположение в одном сечении элемента более 25 % стыков заготовок. Лист ОГУ 08.03.01.62 1.1 17 104 АС Изм. Лист № документа Подпись Дата 9 Действующими инструкциями не регламентируется месторасположение зубчатых стыков отдельных заготовок по высоте клееного элемента, так как при массовом производстве конструкций длина заготовок (от 2 до 6,5 м) - величина случайная и вероятность совмещения в одном поперечном сечении более 25% стыков заготовок мала. Однако в небольших цехах, при незначительных объемах выпуска КДК, необходим жесткий контроль над этим параметром. Иначе, например, при использовании досок длиной 4,5 м для заготовочного блока конструкции длиной 9 м большинство стыков слоев может оказаться в одном, как правило, самом опасном сечении, что приводит к авариям конструкций. Фрагмент разрушившейся стрельчатой арки (сечение ослаблено на 90%: из 8 слоев 7 оказались стыки заготовок по длине) • дефекты узловых монтажных соединений Основные причины дефектов узловых соединений деревянных конструкций: отсутствие обжатия деревянных элементов в соединениях болтами (болты отсутствуют или не затянуты); нарушение правил расстановки нагелей вдоль и поперек волокон соединяемых элементов; коррозия металлических соединительных деталей; применение нетиповых узлов. При длительной эксплуатации конструкций в агрессивных средах без должной и своевременно возобновляемой антикоррозионной защиты, коррозионные повреждения металлических соединительных деталей и крепежных болтов в узлах конструкций достигают 50% и более. Вместе с тем «вскрытие» конькового узла демонтированной арки склада сильвинитовой руды после 20 — летней эксплуатации показало, что коррозия соединительных болтов внутри деревянного элемента не превышает 10% (см. рис. вскрытие конькового узла арки после 20-летней эксплуатации в агрессивной среде склада сильвинитовой руды (коррозия болтов внутри клееного деревянного элемента не превышает 10%)) Лист ОГУ 08.03.01.62 1.1 17 104 АС Изм. Лист № документа Подпись Дата 10 • недостаточная несущая способность оснований • недостаточное опирание несущих конструкций на каменную кладку • нарушение правил производства строительно-монтажных работ внецентренное опирание стропильных конструкций на колонны неправильное складирование и хранение конструкций на стройплощадке монтаж конструкций без использования мягких строп, специальных траверс и других вспомогательных приспособлений опорные части арок и рам должны располагаться выше уровня чистого пола на 300...500 мм, однако на практике это правило не соблюдается и опорные узлы конструкций зачастую находятся даже ниже планировочной отметки земли Планировочная отметка земли в нарушение правил расположена выше опорных узлов клееных деревянных арок зерносклада Лист ОГУ 08.03.01.62 1.1 17 104 АС Изм. Лист № документа Подпись Дата 11 • ошибки в проектных решениях • внешние воздействия, превысившие расчетные величины Из внешних воздействий, превысивших расчетные значения, основной в Оренбургской области является снеговая нагрузка. Строители нередко возводят в Оренбургской области, где нормативная снеговая нагрузка составляет 1,7 кН/м², объекты по проектам, разработанным для европейской части страны, где снеговая нагрузка не превышает 1 кН/м², что ведет к перегрузке несущих конструкций и возникновению аварийных ситуаций. Схемы отложения снега на покрытиях из стрельчатых арок и высоких гнутоклееных рам (угол наклона ригеля более 14°) значительно отличаются от соответствующих схем СНиП и зависят от ориентации продольной оси объекта. При расположении продольной оси сооружения на местности в направлении восток-запад, то есть практически перпендикулярно направлению господствующих зимой ветров в Пермской области, снег с одной половины кровли сдувается, а на другой стороне образуется снеговой мешок высотой до 3 м. Кроме того, фактическая величина снеговой нагрузки в момент аварий значительно (в 1,6…3 раза) превышает расчетные значения и из-за высокой плотности снега в феврале-марте, которая достигает 400…600 кг/м³. Сверхнормативная снеговая нагрузка на покрытии из стрельчатых арок пролетом 45 м в момент аварии (максимальная высота снежного покрова 2, 6 м) Лист ОГУ 08.03.01.62 1.1 17 104 АС Изм. Лист № документа Подпись Дата 12 Дефекты деревянных конструкций, вызванные ошибками при проектировании В последнее время распространились крыши сложных форм: вальмовые и мансардные с переломом скатов, пирамидальные, с перепадами по высоте, сложным планом. Архитекторы, разрабатывающие проект, не учитывают возможностей создания нормальных стропильных конструкций. Наиболее надежной в эксплуатации является кровля по наклонным стропилам, однако они требуют, кроме наружных стен, промежуточные опоры, однако во многих случаях в проектах нужных промежуточных опор для крыши нет. Встречаются проекты, в которых вентиляционные и дымовые трубы находятся в зоне разжелобков. Не всегда конструкторы справляются с проектированием сложных крыш, а во многих случаях архитекторы обходятся без конструкторов, решая стропильную систему. В результате в проекте появляются элементы крыш, обладающие недостаточной несущей способностью и большой деформационностью, не обеспечивающие водопроницаемость кровли и необходимый температурновлажностный 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 разработка их узлов сопряжения. Узлы сопряжения деревянных элементов должны быть просты в изготовлении, четко фиксировать места передачи усилий, воспринимать все действующие вертикальные и горизонтальные нагрузки, исключать появление распора там, где это возможно, препятствовать попаданию и застою влаги в узлах. Для нормальной длительной эксплуатации деревянных конструкций необходимо исключить их увлажнение от атмосферных вод, протечек санитарнотехнических систем, а также обеспечить нормальный температурно-влажностный режим и воздухообмен в чердачных помещениях и ограждениях мансард. При проектировании деревянных конструкций следует учитывать. Что для образования и развития процесса гниения древесины нужно сочетание ряда факторов: наличие спор дереворазрушающих грибов; наличие кислорода; температура от 0 до 50°; 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 большое количество спор грибов. Лист ОГУ 08.03.01.62 1.1 17 104 АС Изм. Лист № документа Подпись Дата 13 Устранить возможность контакта конструкции с воздухом, если она расположена не в воде, также не представляется возможным. Иметь постоянно температуру среды ниже 0° и выше 50° также невозможно. Таким образом, при проектировании деревянных конструкций нужно использовать влияние фактора влажности. Необходимо проектировать деревянные конструкции так, чтобы исключить увлажнение древесины (влажность ее должна быть не более 20%). Так, как процесс гниения древесины сопровождается интенсивным выделение воды, то необходимо обеспечить деревянные конструкции достаточным для удаления влаги воздухообменом. Для исключения увлажнения древесины атмосферными водами прежде всего нужно обеспечить целостность кровельного покрытия. Целостность кровельного покрытия зависит от жесткости обрешетки и стропильной системы, а так же от правильного выбора материала кровельного покрытия. Нельзя делать уклоны кровли вне пределов допускаемого для выбранного кровельного материала. Если применять кровлю из кровельной стали. То при уклонах меньших 16° стоячие фальцы следует делать только двойными, а лежачие – с пропайкой. Вторым условием исключения увлажнения деревянных конструкций является обеспечение нормального температурно-влажностного режима в чердачных помещениях, стеновых ограждениях перекрытиях. Температурновлажностный режим должен исключить образование конденсации паров на деревянных элементах. В современной стропильной практике устройства кровли получили распространение так называемые подкровельные материалы. 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 с одной стороны и гидроизоляционность с другой. Конденсируемая влага не стекает, а удерживается в ворсистом материале. Влага, попавшая в пространство 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(натуральная 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 обеспечивает пленке гидроизоляционные свойства. Пленка имеет микроперфорацию, которая делает ее паропроницаемой. Лист ОГУ 08.03.01.62 1.1 17 104 АС Изм. Лист № документа Подпись Дата 14 В утеплении ограждения мансард для исключения попадания влаги из помещения в утеплитель изнутри ограждения укладывается пароизоляционная пленка. В утепленных ограждениях между гидроизоляционной пленкой и утеплителем оставляют зазор 20-40 мм. Этот зазор сообщается у карниза и у конька с наружным воздухом. Также необходимо в проекте разработать надежное примыкание кровли к трубам, слуховым окнам и лазам, местами прохода и крепления антенн. Любая недоработка в проекте конструкции кровли приводит к увлажнению деревянных элементов крыши и сокращению их срока службы. Нормальный температурно-влажностный режим чердака или утепленной кровли должны исключать или уменьшать до минимума возможность 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 здания будут образовываться наледи. При проектировании крыш и совмещенных утепленных кровель необходимо добиться того, чтобы при отрицательной температуре наружного воздуха температура кровли была не выше 0°. Нормативных требований к теплотехническому расчету, обеспечивающему эти условия, нет. Предоставляется, что в этих расчетах нужно принимать температуру поверхности кровли -0,5°, температуру наружного воздуха -3°, 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 определить 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 сопротивление 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 обеспечивать сквозное проветривание чердачных помещений. Деревянные балки межэтажных перекрытий обычно наглухо заделываются в кирпичных стенах без учета необходимости обеспечения вентиляции пространства вокруг конца балки. Это может привести к быстрому загниванию опорного конца балок. Лист ОГУ 08.03.01.62 1.1 17 104 АС Изм. Лист № документа Подпись Дата 15 В наружных кирпичных схемах должно быть исключено образование конденсата в гнездах балок. Конструкция гнезд для балок в наружных стенах зависит 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 предусматривает обертку с четырех сторон конца балки утеплителем и гидроизоляционным материалом, плотно примыкающим к кладке стены. Торец балки остается открытым и ничем не покрывается, кроме водорастворимым антисептиком. При наружных стенах толщиной 0,64 м и более, а также в случае утепления снаружи стен толщиной в два кирпича гнездо балки следует сделать открытым. В гнездо устанавливается ящик из антисептированных досок. Торец гнезда утепляется. Во внутренних стенах любой толщины гнезда для балок следует предусматривать всегда открытыми. Балки должны опираться на слой гидроизоляции. К сожалению, открытую заделку балок в стенах ранее применяли редко, а в настоящее время балки перекрытий в основном делают с глухой заделкой. Это отрицательно сказывается на долговечности деревянных балок. Нельзя покрывать сверху деревянные балки чердачных перекрытий гидроизоляционным или пароизоляционным материалом, так как это нарушает воздухообмен у поверхности балок, что может привести к их загниванию. При проектировании стропильной системы для дома с рубленными деревянными стенами следует правильно располагать выступы на концах стропильных ног, опираемых на верхний конец 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 располагаться с внутренней стороны наружной стены. Если отсутствует коньковый прогон, опираемый на стойки(стропильная система должна при этом иметь ригель), то уступ должен располагаться с внешней стороны наружной стены. Если это не соблюдать, то при осадке 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 бревен выглядит привлекательно, но на самом деле противоречит эстетике конструкции из бревна с естественным сбегом. Кроме того бревна, обработанные под скобу (цилиндрованные), теряют наружный слой наиболее устойчивый к атмосферным осадкам. Нижний венец сруба из бревен или бруса должен быть изолирован от кирпичного или бетонного цоколя слоем гидроизоляции. Однако 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 обеспечением вентиляции пространства между срубом и обшивкой цоколя. Лист ОГУ 08.03.01.62 1.1 17 104 АС Изм. Лист № документа Подпись Дата 16 Влияние пороков древесины Пороками древесины называются изменения внешнего вида древесины, нарушения правильности ее строения, целостности ее тканей, клеточных оболочек и другие недостатки отдельных участков древесины, снижающие ее качество и ограничивающие возможность ее использования. Согласно ГОСТ 2140-81 «Видимые пороки древесины», пороки подразделяются на группы, виды и разновидности. Основные группы пороков: сучки трещины пороки формы ствола пороки строения древесины химические окраски грибные поражения биологические повреждения инородные включения, механические повреждения и пороки обработки покоробленности. Пороки снижают прочность древесины: в меньшей степени при работе древесины на сжатие, смятие и изгиб, и в большей степени при работе древесины на растяжение и скалывание. Существенно влияют на прочность древесины следующие группы пороков. Сучки — части ветвей, заключенные в древесине ствола. Они нарушают однородность строения древесины, вызывают образование местных косослоев, затрудняют механическую обработку древесины. Пороки формы ствола: сбежистость — изменение диаметра по длине ствола дерева более чем на 0, 8 см на 1 м длины ствола; закомелистостъ — резкое увеличение диаметра комлевой части ствола; овальность; наросты; кривизна. Пороки строения древесины: наклон волокон (косослой) — отклонение волокон древесины от продольной оси ствола дерева; крень (местная, сплошная) — изменение строения древесины, выражающееся в увеличении ширины поздней зоны годичных слоев; свилеватость (волнистая, путанная) — извилистое или путаное расположение волокон древесины; сердцевина; двойная сердцевина; засмолок и др. В зависимости от наличия, количества и месторасположения тех или иных пороков в древесине, пиломатериалы подразделяются на сорта. Лист ОГУ 08.03.01.62 1.1 17 104 АС Изм. Лист № документа Подпись Дата 17 Согласно СНиП «Деревянные конструкции» для несущих элементов деревянных конструкций должна применяться древесина 1, 2 и 3 - го сортов с учетом указаний приложения № 1. Для деревянных конструкций, кроме требований ГОСТ 8486 -86 на пиломатериалы хвойных пород и ГОСТ 9463 -88 на лесоматериалы круглые хвойных пород, предъявляются дополнительные требования по ширине годичных слоев (не более 5 мм), содержанию в них поздней древесины (не менее 20%) и недопустимости сердцевины. В нормах учитывается также, что в брусьях имеется меньше перерезанных при распиловке волокон, чем в досках, а в бревнах их нет, поэтому для таких элементов расчетные сопротивления повышены. Кроме того, прочность при изгибе, при прочих равных условиях, зависит от формы поперечного сечения элементов и отношения h/b — для элементов прямоугольного сечения. На изгиб работают многие конструктивные элементы: балки, настилы. Изгибаемые элементы работают надежно и предупреждают об опасности обрушения заранее большими прогибами. Лист ОГУ 08.03.01.62 1.1 17 104 АС Изм. Лист № документа Подпись Дата 18 Заключение Древесина - древнейший, ценный и благородный строительный материал. Она обладает рядом неоспоримых преимуществ, благодаря которым завоевала рынок современного строительства в Европе и Северной Америке. Однако для успешной эксплуатации зданий из деревянных конструкций необходимо знать особенности материала, знать, какие проблемы могут возникнуть на всех этапах жизненного цикла конструкции, а так же знать, как правильно эти проблемы решать. Учет в проектах деревянных конструкций всех перечисленных мероприятий позволит уже на стадии проектирования устранить возможность появления значительного количества дефектов деревянных конструкций. Лист ОГУ 08.03.01.62 1.1 17 104 АС Изм. Лист № документа Подпись Дата 19 Список используемых источников 1 Свод правил СП 64.13330.2011 «Деревянные конструкции» (Актуализированная редакция СНиП II-25-80) 2 ГОСТ 16483.0-89. Древесина. Общие требования к физикомеханическим испытаниям. 3 «Рекомендации по обследованию и мониторингу технического состояния эксплуатируемых зданий, расположенных вблизи нового строительства или реконструкции», Правительство Москвы, 1998. 4 А.В. Калугин, Деревянные конструкции. Издательство Ассоциации строительных Вузов, Москва, 2003. 5 А.А. Афанасьев, Е.П. Матвеев, Реконструкция жилых зданий. Часть I. «Технологии восстановления эксплуатационной надежности жилых зданий», Москва 2008. Лист ОГУ 08.03.01.62 1.1 17 104 АС Изм. Лист № документа Подпись Дата 20
