ТехЛиб

Библиотека научно-технического портала Технарь

Обследование деревянных конструкций группы капитальности «Обыкновенные»

Дедюхова И.А.,
к.т.н., доцент

При обследовании жилья по группе капитальности «Обыкновенные» особое внимание следует уделить деревянным конструкциям. Кроме традиционного заполнения дверных и оконных проемов, деревянных конструкций скатного покрытия и перекрытий, — пути эвакуации в этих домах так же выполнялись деревянными.

С древности древесина является эффективным строительным материалом, устраняющим все мостики холода, создающим в помещении особый микроклимат, лучше всего соответствующий физиологии человека. Однако неоднородность строения и пороки (сучки, косослой к др.), способность к увлажнению (набухаемость и гниение), подверженность разрушению грибами и жучками-древоточцами, а также поддерживание горения в период пожара – предъявляют особые требования к деревянным конструкциям при обследовании. 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.

Рис. 1 . Деревянные лестницы в жилье по группе капитальности «Обыкновенные»

 При обследованиях деревянных конструкций жилья  группы капитальности «Обыкновенные» практически не приходится сталкиваться с клееными деревянными конструкциями, здесь, в основном, применялись дощатые и брусчатые нагельные конструкции.

Основными признаками, характеризующими техническое состояние деревянных конструкций при визуальном обследовании являются прогибы и деформации, которые не должны превышать предельных значений, приведенные в табл.1.

Кроме деформаций, отчет о визуальном обследовании деревянных конструкций должен содержать заключение об 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.

Таблица 1.  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

 Жилье III группы капитальности возводилось в период, когда качественный строевой лес являлся нормой, а не исключением. При современных способах защиты древесины несущие конструкции перекрытий и покрытий при реконструкции могут получить вторую жизнь, кроме конструкций путей эвакуации, оконных и дверных заполнений. Реконструкция жилых домов традиционной типологии — менее выгодна, чем жилья индустриального типа. Но для того, чтобы она не превратилась в «пир во время чумы», необходимо, прежде всего, сохранить несущие конструкции перекрытий.

 При реконструкции в европейских странах стараются сохранить даже оконные рамы, используя так называемые «окна для реконструкции». Снаружи оконный проем на весь период перепланировки внутренней части закрывают снаружи глухим стеклопакетом, чтобы рама высохла до оптимальной влажности. Затем ее подвергают различным пропиткам.

Окна следует осматривать снаружи. Темные пятна на рамах означают поражения гнилью.

 Наличие деформаций, спертый воздух в помещениях, фиксирование протечек, пятна конденсата в верхних углах, вздутие слоя масляной краски – свидетельствует о необходимости детального обследования несущих деревянных конструкций. С этой целью производится ряд вскрытий.

 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. 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.

 Оценка степени коррозии металлических накладок, скоб хомутов и др., производится при значительном повреждении указанных металлических элементов коррозией. Прочность соединений оценивается с учетом повреждений элементов коррозией.

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.

При лабораторных испытаниях физико-технические характеристики древесины следует определять, руководствуясь указаниями ГОСТов16483.0-89, 16483.3-84, 16483.5-7*.

Узлы деревянных конструкций 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, они должны быть изолированы от древесины гидроизоляционным слоем.

 При осмотре деревянных перекрытий первоначально оценивается общее состояние их элементов (балок и настила), а затем — состояние полов. Те из элементов, где обнаружены большие прогибы, трещины или следы коррозии материала, подвергаются более детальному обследованию. Одновременно уточняется длина площадки опирания элементов на поддерживающую конструкцию (пилястры, стены, ригели) и корректируется расчётная схема.

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. В местах перекрытий, где были обнаружены протечки с выпадением штукатурки, необходимо провести отдельные вскрытия.

Рис. 2. Разрушение штукатурки потолка второго этажа из-за протечек крыши. В этом месте должны быть проведены дополнительные вскрытия.

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. 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.

Таблица 2. 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

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.

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.

Рис. 3. Вид деревянных перекрытий, вскрытых снизу

 Вскрываться должны полы (чистые и черные), стяжки, подготовка под полы, гидроизоляция, утеплитель или звукоизоляционная засыпка, подшивка, штукатурка.

Для определения физико-механических характеристик древесины и микроанализа из ненагруженных или слабонагруженных частей деревянных конструкций, имеющих повреждения и дефекты в не предусмотренных табл. 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.

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.

Рис. 4. Состояние заполнений оконных проемов и слуховых окон

 При осмотре покрытия основное внимание обращается на состояние несущих конструкций: стропильных ферм, балок и плит настила. Кроме того, обследуются кровля и утеплитель. Обнаруженные следы протечек кровли, зоны переувлажнения утеплителя и разрыва водоизоляционного ковра заносятся на карту дефектов кровли.

В качестве утеплителя жилье по группе капитальности «Обыкновенные» преимущественно применялись различные шлаки, которые подвергались значительному выветриванию и переувлажнению. Он создает значительные проблемы для санитарно-гигиенической обстановке помещений, поэтому должен быть убран при капитальных ремонтах и реконструкционных мероприятиях – с заменой плитным утеплителем, обладающим низкой гигроскопичностью. При поверочных расчетах не учитывается возрастание нагрузки от водонасыщенного утеплителя, а снижение его теплозащитных свойств — в теплотехническом расчёте. Расчеты делаются сразу с учетом усиления конструкций и заменой сыпучих утеплителей – современными плитами.

Рис. 5. Частичное разрушение дощатой
подшивки, обрушение потолка

Рис. 6. Коррозия металлической кровли,
свищи, пробоины, нарушение и частичное отсутствие креплений листов.

Стропильные системы в жилье по группе капитальности «Обыкновенные»
использовались преимущественно наслонные, реже встречаются висячие — в пристроенных флигелях.

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.

 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.

Рис. 7. Отсутствие подкоса нарожника

Рис. 8. Разрушение гнилью опорной части
стропильной ноги и мауэрлата

Рис. 9. Отсутствие подкоса нарожника

При детальном осмотре необходимо выявить все пороки древесины. Согласно ГОСТ 2140-81 «Пороки древесины» выделяются 9 групп пороков:

  • сучки;
  • трещины;
  • пороки формы ствола;
  • пороки строения древесины;
  • химические окраски;
  • грибные поражения;
  • биологические повреждения;
  • инородные включения, механические повреждения и пороки обработки;
  • покоробленности.

Таблица 3. Пороки древесины

Сучки бывают двух видов — открытый сучок и заросший сучок. Открытый сучок имеет несколько разновидностей — по форме разреза на поверхности сортимента (круглый, овальный, продолговатый); по положению в сортименте (пластовой, кромочный, ребровый, торцовый, сшивной); по взаимному расположению (разбросанные, групповые, разветвленные); по степени срастания (сросшийся, частично сросшийся, несросшийся, выпадающий); по состоянию древесины (здоровый, здоровый светлый, здоровый темный, здоровый с трещинами, загнивший, гнилой, табачный); по выходу на поверхность (односторонний, сквозной). Заросший сучок выявляется только в круглых лесоматериалах и разновидностей не имеет.

Сучки — основной сортообразующий порок, поскольку при использовании древесины они оказывают отрицательное влияние.

Они нарушают однородность строения и вызывают искривление волокон и годичных слоев, что снижает механические свойства древесины.

Древесина здоровых сучков имеет повышенную твердость по сравнению с твердостью окружающей древесины, поэтому сучки затрудняют обработку ее режущими инструментами. Табачные сучки в круглых сортиментах сопровождаются внутренней гнилью.

Трещины. Делятся на разновидности по типам — метиковая (простая и сложная), отлупная, морозная, трещина усушка; по положению в сортименте — боковая, пластовая, кромочная, торцовая; по глубине — несквозная (неглубокая и глубокая), сквозная; по ширине — сомкнутая, разошедшаяся.

Трещины появляются в древесине по мере ее роста. На их образование влияют природные факторы и внутренние напряжения, возникшие в стволе. Различают морозные, отлупные и метиковые трещины.

Морозные трещины появляются в результате расширения внутренней влаги при сильных морозах. В результате возникают сквозные трещины, направленные радиально.

Внутренние напряжения, возникающие в стволе, приводят к появлению отлупных (отслоение друг от друга годичных слоев) и метиковых (идущих вдоль ствола от комеля к вершине) трещин. Помимо этого при сушке древесины могут появиться трещины, являющиеся результатом усушки.

 Химические окраски, пороки формы ствола и строения древесины – более актуальны для деревообрабатывающего производства, в эксплуатируемых объектах наибольшие проблемы составляют биологические повреждения древесины.

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.

Домовые грибы для своего развития требуют кислой среды и не развиваются на субстрате, имеющем ясно выраженную щелочную реакцию. Кислотность, нейтральность или щелочность среды, как известно, обусловливаются концентрацией водородных ионов и обозначаются символом рН, численное значение которого для кислой среды рН<7,07, для воды и нейтральных растворов рН = 7,07, а щелочная реакция среды характеризуется рН>7,07.

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.

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. Условия, доказывающие наличие дереворазрушающих грибов, являются: влажность древесины 25-70%; температура — от -3°С до +40°С; застойный воздух (скорость движения воздуха менее 0,001м/с); наличие грибковых спор (практически повсеместно, где есть древесина).

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.

Таблица 4. Основные грибы, поражающие деревянные конструкции

 Настоящий домовой гриб  

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 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.

Рис. 10. Разрушение гнилью опорной части стропильной ноги и мауэрлата

 Взятие проб для оценки биоповреждений деревянных конструкций жучками 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.

Участки древесины, пораженные грибками и жуками-точильщиками, вырезаются и сжигаются, после чего конструкция усиливается антисептированной древесиной или специальными металлическими протезами.

Таблица 5. 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



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

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.

Основная цель отчета детального обследования – дать заключение о техническом состоянии исследуемых конструкций. В зависимости от имеющихся дефектов и повреждений техническое состояние отдельных деревянных конструкций может быть классифицировано по 4 категориям согласно общим признакам, приведенным в таблице.

Табл. 6. Общая оценка технического состояния несущих конструкций при предварительном обследовании зданий

Категория состояния сооружения

Общие признаки, характеризующие состояние конструкции

I – нормальное

Отсутствуют видимые повреждения и трещины, свидетельствующие о снижении несущей способности конструкций.

Выполняются условия эксплуатации согласно требованиям норм и проектной документации.

Необходимость в ремонтно-восстановительных работах отсутствует.

II – удовлетворительное

В несущих конструкциях имеются незначительные повреждения, на отдельных участках имеются отдельные трещины, налет плесени или гнили. Наружные слои древесины имеют частичные повреждения.

Отсутствие отдельных элементов восполнено усилением по временной схеме. Обеспечиваются нормальные условия эксплуатации.

Требуется текущий ремонт, с устранением локальных повреждений без значительного усиления конструкций.

III – неудовлетворительное

Имеются повреждения, дефекты и трещины, свидетельствующие об ограничении работоспособности и снижении несущей способности конструкций.

Выявлены недопустимые прогибы, значительные биологические повреждения. Нарушены требования действующих норм, но отсутствует опасность обрушения и угроза безопасности.

Требуется усиление и восстановление несущей способности конструкций.

IV — предаварийное или аварийное

Существующие повреждения свидетельствуют о непригодности конструкции к эксплуатации и об опасности ее обрушения, об опасности пребывания людей в зоне обследуемых конструкций.

Требуются неотложные мероприятия по предотвращению аварий (устройство временной крепи, разгрузка конструкций и т.п.). Требуется капитальный ремонт с усилением или заменой поврежденных конструкций в целом.

При детальном обследовании деревянных конструкций составляют обмерочные чертежи с картой выявленных дефектов, с указанием ослаблений рабочих сечений элементов или отсутствия отдельных конструкций. После получения данных лабораторных исследований отобранных образцов выполняют поверочные расчеты.

Рис. 11. Обмерочные чертежи крыши сооружения по группе капитальности «Обыкновенные» с указанием основных дефектов и отсутствующих элементов (нарожников)

Читать по обследованию деревянных конструкций:

.

353679bf6c66ce2fc9a714e307c34d54 (1)