ТехЛиб СПБ УВТ

Библиотека Санкт-Петербургского университета высоких технологий

Обследование деревянных конструкций

  Древесина является эффективным строительным материалом, однако имеет ряд отрицательных свойств: неоднородность строения и пороки (сучки, косослой к др.), быстрое увлажнение, набухаемость, низкая огнестойкость, быстрое разрушение грибами и жучками. Поэтому обеспечение долговечности деревянных конструкций требует выполнения ряда мероприятий при их строительстве и эксплуатация. Основные требования, предъявляемые к древесине и деревянным конструкциям, регламентируются ГОСТами 8486-86*Е, 2695-83*, 9462-88*, 9363-88*, а также СНиП II-25-80 и СНиП 2.01.08-85.

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.

По СП 13-102-2003 «Правила обследования несущих строительных конструкций зданий и сооружений»
(приняты постановлением Госстроя РФ от 21 августа 2003 г. N 153)   для взятия проб из конструкций деревянных перекрытий необходимо производить их вскрытие. Число мест вскрытий перекрытия по деревянным балкам должно составлять не менее трех при обследуемой площади до 100 м2 и не менее 5 при большей площади.

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.

Основные грибы, поражающие деревянные конструкции

 Настоящий домовой гриб является сильнейшим разрушителем древесины. Встречается в стенах, в полах, перегородках, редко – на чердаках. При благоприятных условиях гриб за 6-10 месяцев может разрушить крупные элементы и целые конструкции. Древесина, сгнившая от настоящего домового гриба, имеет бурый цвет, крупные продольные трещины.

Белый домовой гриб («белый пожар») поражает древесину в подвалах, погребах, иногда в междуэтажных перекрытиях.Сначала на дереве замечаются лишь маленькие белые точки, постепенно сливающиеся в слизистые пятна или нежно-шерстистые налёты; потом образуется серебристое, похожее на паутину, сплетение.

Оно все более и более разрастается и расстилается по поверхности дерева, становится более толстым, листоватым и приобретает пепельно-серый цвет и шелковистый блеск.

Пленчатый домовой гриб

Пленчатый домовой гриб может очень быстро, в течение нескольких месяцев распространяться внутри деревянных перекрытий, сильно разрушая древесину, вызывая неожиданные обвалы.

Встречается в санузлах и на чердаках. С увеличением влаги агрессивность гриба нарастает.

Пластинчатый гриб

Пластинчатый (шахтный) гриб поражает древесину на контакте с грунтом:: столбы, стойки, лаги, утопленные в грунт.

 

Столбовой гриб 

Столбовой гриб заражает древесину через трещины усушки, образуя внутреннюю гниль.

Древесина вначале становится красноватой, затем коричневатой, причем осенняя часть годичных слоев становится значительно темнее весенней, древесина легко расщепляется по годичным слоям.

Гниль от столбового гриба возникает отдельным слоями, а затем сливается. Для этого типа поражения также характерно появление глубоких продольных и поперечных трещин

Шпальный гриб

Шпальный гриб встречается совместно со столбовым грибом в открытых сооружениях, на лесозаготовительных складах, поражает шпалы, деревянные корпуса морских судов.

Поражает стропила при неисправной, постоянно протекающей кровле.

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.

Имеются грибы (плесневые, лесные), которые не поражают ни целлюлозу, ни лигнин, а питаются только содержимым клеток, вызывая синеву или позеленение древесины. Механическая прочность древесины под действием этих грибов практически не снижается.

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.

 Основные вредители, поражающие деревянные конструкции

Домовой точильщик. Разновидность мебельного точильщика – домовой точильщик поражает, в основном, влажную древесину. Как правило, встречается в несущих конструкциях крыш, на чердаках, предпочитает хвойную древесину. Излюбленные места — концы балок, которые периодически становятся влажными от протекающей воды, в кухне, под окнами и прочих влажных углах. В свежей древесине не обитает.

Длина домового точильщика составляет от 5 до 7 мм, у него практически черное тело с двумя золотистыми пятнышками волосков. Присутствие жука выдает наличие летных отверстий и высыпающейся из них трухи.

Черный домовый усач или дровосек имеет размеры от 7 до 21 мм, окрас тела – черный.

Среди древесины дровосек отдает предпочтение хвойным породам деревьев, обычно его интересует сухое прочное дерево деревянных построек, простоявших уже 10 – 15-лет, деревянные столбы, в период активного размножения жук перебирается на мебель.

Жук-усач оставляет после себя в древесине продолговатые отверстия около 5 мм в поперечнике. Наибольший вред эти жуки всегда наносят на юге России и в Сибири, при массовом размножении могут разрушить целые кварталы.

Долгоносик-трухляк – представитель семейства долгоносиков. Свое название он получил благодаря своеобразной форме головы, вытянутой вперед на манер хобота (иногда этих жучков еще называют слониками).

Долгоносик-трухляк имеет темно-коричневое тельце, покрытое сверху волосками, и длину около 3 мм. Такие жучки поселяются во влажной древесине, предпочитая хвойные породы деревьев — в ваннах, кухнях, деревянных межэтажных перекрытиях, в полах. Местности распространения – средняя полоса европейской части России.

Долгоносики разрушают древесину до стадии трухи, где уже практически невозможно найти отдельные ходы.

Жучок-дровосек домовой поражает основную строительную породу дерева – хвойную уже в период эксплуатации сооружения. Наиболее прожорливой является личинка, достигающая 30 мм. Сам жучок гораздо меньше – не более 8-12 мм. Зараженность определяется по наличию овальных входных отверстий диаметром 5-10 мм. Пораженные части, как и при других видах вредителей, издают глухой звук при ударе молотком. Высыпающийся из ходов древесный порошок также является признаком поражения древесины.

Признаками поражения деревянных конструкций жуками-древоточцами являются: наличие летных отверстий (размером 0,5-0,6 мм) и выпадение из них бурой муки; глухой звук при простукивании, шум в конструкции в начале лета, наличие жуков обнаруживается на слух с помощью специального стетоскопа.

 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;

45металлических 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.

  Допустимые значения влажности материалов деревянных стен

Наименование материала

Плотность, кг/м3

Допустимая влажность, %

к началу зимнего периода

к концу зимнего периода

Дуб

700

24

30

Сосна

600

20

25

Береза

500

18

22

Осина

400

16

20

Читать в разделе «Испытания и обследования зданий и сооружений»:

Обследования строительных конструкций:

Читать по обследованию деревянных конструкций:

 
21700bbc7bc07346f4999d2098b14395