Ответы экспертиза. 26. Задача обследования. 100
 Скачать 3.5 Mb.
|
|
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. 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. 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, не соблюдение 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 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. Влияние различных факторов на прочность древесины Влияние длительности действия нагрузки Было установлено, что древесина обладает свойством ползучести, т. е. под воздействием приложенной постоянной нагрузки в древесине наблюдается рост деформаций, который со временем прекращается (затухает), если нагрузка не превышает определенного предела. В этом случае, после снятия нагрузки часть деформаций (упругие) исчезает сразу, другая часть (эластичные) — постепенно, а часть деформаций остается. Если же нагрузка превысила определенный предел, то деформации в деревянном элементе возрастают до разрушения образца. Влияние влажности Влажностью древесины называется отношение массы влаги, содержащейся в данном объеме древесины, к массе абсолютно сухой древесины, выраженное в процентах. Зависимость прочности древесины на сжатие от влажности: увеличение влажности от 0 до 30 % приводит к снижению прочности и модуля упругости; повышение влажности выше 30 % не оказывает существенного влияния на прочность. Сушкой древесины называется процесс удаления влаги из древесины путем испарения. Используются три способа сушки пиломатериалов: естественная (атмосферная), искусственная (камерная) и комбинированная (атмосферная + камерная). Сушка древесины — важнейший этап в процессе изготовления деревянных конструкций. Неравномерная сушка приводит к деформациям деревянных элементов, появлению радиальных и продольных усушечных трещин. Чем медленнее идет процесс сушки, тем меньше внутренние напряжения, возникающие за счет изменения размеров деревянного элемента, и меньше вероятность появления дефектов. Пиломатериалы для изготовления несущих КДК рекомендуется сушить в две стадии: 1) естественная сушка до влажности 25. . . 30%, 2) камерная сушка при мягких режимах до стандартной влажности 12%. 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. Согласно СНи. П «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 -8 б*Е 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. Защита деревянных конструкций Условиями, при которых начинается разрушение деревянных конструкций являются: повышенная влажность в температурном диапазоне от +15 до +30 градусов при наличии контакта с кислородом. Исходя из этого, основные методы защиты древесины от деструкции основываются на регулировании ее температурно-влажностных характеристик. Это достигается двумя путями: конструктивным; химическим. Конструктивный способ защиты древесины Конструктивные способы защиты древесины предусматривают мероприятия, предотвращающие ее увлажнение посредством атмосферной влаги, пара, проникающего со стороны теплого помещения и конденсата, образующегося вследствие недостаточного утепления ограждающих конструкций. Реализация мероприятий осуществляется такими путями: несущие конструкции из древесины должны быть всегда доступны для осмотра, располагаться открыто, иметь возможность проветривания. Например, для несущих конструкций покрытия из древесины целесообразно устраивать холодные проветриваемые чердаки; конструкция должна располагаться целиком либо в теплом помещении либо в неотапливаемом месте. Не допускается расположение одной конструкции в помещениях с разными тепловыми режимами (например, заделка наружной конструкции в стену теплого помещения); в узлах примыкания конструкций из древесины к бетону, металлу или кирпичной кладке (например, в местах опирания деревянных балок на стены) устраивают гидроизоляцию и выполняют антисептическую обработку поверхности дерева; при монтаже кровли из деревянных конструкций следует избегать устройства ендов, внутренних водостоков и фонарей, как потенциальных источников попадания влаги; деревянные конструкции не рекомендуется применять в помещениях с мокрыми процессами и повышенной влажностью. Химические методы обработки конструкций из древесины Для защиты деревянных конструкций от гниения, помимо конструктивных методов широко применяется обработка их антисептиками. Как правило данный способ используется в тех случаях, когда избежать увлажнения древесины при эксплуатации заведомо не удастся. В зависимости от конкретных условий дерево может обрабатываться антисептиками проникающего или поверхностного действия. Используются органические, неорганические и комбинированные химические составы. В заводских условиях обработка деревянных конструкций антисептиком производится в автоклавах под давлением либо путем погружения в ванны со специальным раствором. Первый метод является наиболее эффективным и надежным, так как позволяет обрабатывать древесину на глубину до 20 мм. Погружение конструкции в ванну с горячими и холодными растворами - менее действенный метод, позволяющий выполнять защиту на глубину 10-15 мм в зависимости от типа химического состава. Химические составы органического типа токсичны, вследствие чего они не используются для обработки древесины внутри помещений. Как правило, это масла на основе креозота, дегтя, антрацита, используемые для пропитки свайных конструкций, балок, столбов и других конструкций, контактирующих с грунтом и атмосферной влагой. Неорганические водорастворимые антисептики не токсичны и широко применяются для обработки деревянных конструкций в частном домостроении (дома из бруса, бревна, каркасные коттеджи). Используются составы на основе фторидов и кремнефторидов натрия, фенольных смол и ряда других соединений. Помимо заводской проникающей обработки древесины используются антисептики наружного нанесения. Процедура может осуществляться непосредственно на строительной площадке, а также при необходимости ремонта и восстановления поврежденных конструкций. На рынке представлен широкий ассортимент отечественных и зарубежных защитных материалов этого типа. Они делятся на две основные группы: готовые к применению растворы и требующие затворения водой порошки. Антисептик наружного применения может наноситься на деревянные конструкции вручную при помощи валика или кисочки, либо машинным методом под давлением. Последний обеспечивает более надежную защиту. Для наружного нанесения используются: растворы на основе битумов, обладающие наибольшим водоотталкивающим эффектом, но при этом повышающие токсичность и горючесть конструкций. Область применения битумных составов - конструкции, контактирующие с грунтом и подверженные воздействию атмосферных осадков. сульфатные щелоки - негорючие низкотоксичные вещества, используемые для обработки древесины в промышленном и гражданском строительстве. Недостаток этих составов - возможность вымывания водой, поэтому область их применения распространяется на конструкции, защищенные от замокания; силикатные составы помимо биологической защиты, также применяются и для повышения огнестойкости деревянных конструкций. Широко используются при ремонте - для заделки трещин древесины и предотвращения гниения поврежденных конструкций. Основным недостатком, как и у материалов предыдущей группы, является возможность вымывания водой. Как правило, в современном строительстве используются комбинации конструктивных и химических методов защиты деревянных конструкций, что позволяет продлить срок их службы до 90 лет. Сегодня антисептики, кроме, собственно биологической защиты, выполняют декоративную функцию, подчеркивая естественную красоту древесины. Также применяются комбинированные способы биологической и противопожарной защиты конструкций из дерева. Учитывая, что деревянное домостроение в последнее время получает все большее распространение во всем мире, технологии защиты древесины и продления срока ее службы продолжают активно развиваться. Дефекты и повреждения стальных конструкций. Обследование сварных, заклепочных и болтовых соединений Дефекты и повреждения стальных конструкций в зависимости от причин их вызывающих можно систематизировать на следующие группы: 1. Повреждения от силовых воздействий (статических и динамических) - разрывы, потеря устойчивости, трещины, расшатывание соединений и т.п. 2. Повреждения от механических воздействий - вмятины, прогибы, искривления, истирание и др. 3. Повреждения от физических воздействий - коробление и разрушение при высоких температурах, хрупкие трещины при отрицательных температурах. 4. Повреждения от химических (электрохимических и физико-химических) воздействий - коррозия металла. Оценка степени конкретных повреждений производится по допускаемым отклонениям на соответствующие дефекты, регламентированные СП 16.13330.2017 СТАЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ Актуализированная редакция СНиП II-23-81* Дефекты изготовления Основными ошибками изготовления стальных конструкций, приводящими к образованию в них дефектов, являются: - неэквивалентная замена материалов при изготовлении элементов конструкций (замена марки стал и, типа электродов, уменьшение сечения элементов); - изменение проектных результатов конструкции в целом и ее отдельных элементов; - смещение осей элементов от проектных геометрических центров узлов сопряжения некоторых элементов; -непрямолинейность стержневых элементов; - отсутствие требуемых зазоров между стыкуемыми элементами или превышение их допустимых значений; - уменьшение длины сечения сварных швов, низкое качество сварки, окрашивание швов с неотбитым шлаком; - подрезы металла несущих элементов при сварке; - недостаточное стягивание пакетов при соединениях на высокопрочных болтах, - покрытие металла грунтовкой без очистки от ржавчины; - отправка стальных изделий на стройку без огрунтовки. Дефекты монтажа К распространенным ошибкам при монтаже стальных конструкций, приводящим кобразованию в них дефектов, можно отнести: - нарушение правильной последовательности монтажа; - неточная подгонка и неправильное соединение элементов в монтажных узлах; - смещение конструкций с проектных отметок и осей; - повреждение конструкций при монтаже. Нарушение правильной последовательности монтажа стальных конструкций, особенно связанное с установкой временных и постоянных связей, может затруднить стыковку временных и постоянных связей, привести к потере устойчивости отдельных элементов и обрушению конструкций в период монтажа. Монтаж элементов конструкций нужно производить так, чтобы в любой момент строительства обеспечивалась устойчивость каждого элемента и смонтированной части конструкции от потери их формы и положения. Оценка технического состояния конструкций по внешним признакам производится на основе определения следующих факторов: • геометрических размеров конструкций и их сечений; • наличия разрывов элементов конструкций; • наличия искривлений элементов; • состояния антикоррозионных защитных покрытий; • дефектов и механических повреждений; • состояния сварных, болтовых и заклепочных соединений; • степени и характера коррозии элементов и соединений; • отклонения элементов от проектного положения (расстояния между осями ферм, • прогонами, отметок опорных узлов и ригелей и т.п.); • прогибов и деформаций. Основными дефектами и повреждениями стальных конструкций, которые выявляются при визуальных натурных обследованиях, являются: в элементах конструкций - прогибы отдельных элементов и всей конструкции, винтообразность элементов, выпучивания, местные прогибы, погнутость узловых фасонок, коррозия основного металла и металла соединений, трещины; в сварных швах - дефекты формы шва (неполномерность, резкие переходы от основного металла к наплавленному, наплывы, неравномерная ширина шва, кратеры, перерывы) и дефекты структуры шва (трещины в швах или околошовной зоне, подрезы основного металла, непровары по кромкам и по сечению шва, шлаковые или газовые включения или поры); в заклепочных соединениях - зарубки, смещение с оси стержней и маломерность головок, избыток или недостаток по высоте потайных заклепок, косая заклепка, трещиноватость или рябина заклепки, зарубки металла отжимкой, неплотные заполнения отверстий телом заклепки, овальность отверстий, смещение осей заклепок от проектного положения; дрожание и подвижность заклепок, отрыв головок, отсутствие заклепок, неплотное соединение пакета. При оценке технического состояния стальных конструкций, пораженных коррозией, прежде всего необходимо определить вид коррозии и ее качественную и количественную характеристики. Различают следующие основные виды коррозии стальных конструкций. Сплошная - характеризуется относительно равномерным распределением коррозии по всей поверхности; пятнами - характеризуется небольшой глубиной проникновения коррозии по сравнению с поперечными размерами поражений; язвенная - характеризуется появлениями на поверхности металла отдельных или множественных повреждений, глубина и поперечные размеры которых (от долей миллиметра до нескольких миллиметров) соизмеримы; точечная (питтинговая) - представляет собой разрушение в виде отдельных мелких (не более 1-2 мм в диаметре) и глубоких (глубина больше поперечных размеров) язвочек; межкристаллическая - характеризуется относительно равномерным распределением множественных трещин на больших участках элементов (глубина трещин обычно меньше, чем их размеры на поверхности). |