Какие основные причины вызывающие повреждения деревянных перекрытий
Обновлено: 28.04.2024
овреждениями называют отклонения состояния конструкций от первоначального, полученные в процессе эксплуатации: искажение формы, изменение характеристик материалов, соединений; прогибы, перемещения, уменьшение сечения из–за коррозии, биохимических воздействий и пр.
В общем виде повреждения зданий и отдельных элементов могут характеризоваться как:
– осадочные, вызванные деформациями оснований фундаментов;
– конструктивные, связанные с особенностями схем зданий,
– температурно-влажностные, зависящие от соблюдения нормативных требований по эксплуатации;
– износовые, связанные с изменением свойств материалов конструкций во времени;
– эксплуатационные, вызванные несоблюдением нормативов и требований по техническому обслуживанию и ремонту конструкций.
Отдельно следует учитывать повреждения чрезвычайного характера, вызванные стихийными бедствиями.
При эксплуатации зданий и сооружений важно оценить характер повреждений, причины их появления и степень опасности. Классификация причин, вызывающих повреждения представлена на рисунке 4.1.
Повреждения от силовых воздействий чаще всего проявляются в результате перегрузки элементов конструкций, а также от динамических и вибрационных воздействий, возникающих от оборудования, установленного с нарушением технологических норм.
Повреждения от механических воздействий возникают в результате нарушения правил технической эксплуатации зданий.
Повреждения от физических воздействий появляются в результате близкого расположения элементов конструкций к источникам тепловыделения, а также при воздействии отрицательных температур.
Рисунок 4.1 – Классификация причин повреждений зданий в процессе эксплуатации
Повреждения от химических воздействий проявляются в различных видах коррозии стальных, бетонных и железобетонных конструкций и являются одним из существенных факторов преждевременного износа строительных конструкций.
Повреждения от атмосферных воздействий возникают в результате воздействия атмосферной влаги, перегрузки покрытий снегом и значительными отложениями производственной пыли вблизи источников их выделений.
В зависимости от характера процессов, приводящих к разрушению, повреждения бывают:
– механические (приложение сверхрасчетной нагрузки от оборудования; деформации грунтов оснований; сейсмическое воздействие; механическое повреждение);
– физико-химические (воздействие растворов солей, кислот, щелочей, грунтовой влаги, электрического тока, биологических деструкторов).
Чаще всего здания и конструктивные элементы преждевременно выходят из строя от суммарного воздействия вышеперечисленных факторов.
Распределение повреждений зданий по видам конструкций в соотве-тствии с данными М. Д. Бойко представлено в таблице 4.1, а по видам деформаций – в таблице 4.2.
По степени разрушения можно выделить три категории повреждений:
I – повреждения ава-рийного характера, выз-ванные дефектами проектирования, строитель-ства, стихийными явлениями (ливнями, снегопадами, затоплением), а также нарушениями пра-вил эксплуатации зданий и сооружений. Устраняются заменой элементов (конструкций);
II – повреждения несущих конструкций, обусловленные внешними и технологическими факто-рами, нарушением правил эксплуатации. Они не являются аварийными и устраняются при капитальном ремонте усилением или заменой;
III – разрушения второстепенных элементов (выпадение штукатурки, отдельных плиток облицовки и т. п.), устраняемые при текущем или капитальном ремонтах.
Распределение повреждений конструкций зданий по степени опасности в соответствии с данными М. Д. Бойко приведено в таблице 4.3.
При определении технического состояния конструкций повреждения распределяют на группы и оценивают качественно и количественно аналогично дефектам (см. раздел 1).
Деревянные перекрытия до 40-х годов нашего столетия были наиболее широко распространены в практике строительства (до 80% от общего количества). Пролеты деревянных балок достигали 6. 8 м, а в отдельных случаях 11 и даже 12 м. Среднее расстояние между балками 1,1 м. Это расстояние допускалось увеличивать до 1,6 м для устройства в стенах дымовых и вентиляционных каналов или чтобы исключить опирание балок на оконные перемычки.
Наиболее распространенными дефектами деревянных перекрытий являются загнивание концов балок в гнездах наружных стен, коррозия металлических балок, прогибы, снижение звукоизоляции и теплоизоляции междуэтажных, чердачных и надподвальных перекрытий.
К основным причинам появления дефектов относится неправильная заделка деревянных балок в кирпичные стены, неблагоприятный температурно-влажностный режим в помещениях, перегрузка перекрытий, отсутствие или повреждение звукоизоляционных прокладок, увлажнение и уплотнение теплоизоляционного слоя чердачных перекрытий вследствие неправильного аэрационного режима и протечек кровли.
При ремонте перекрытий производят замену или усиление концов деревянных балок, замену отдельных балок, замену части наката, всего перекрытия или его части.
При повреждении концов отдельных балок под ремонтируемую балку устанавливают временную опору. Затем вскрывают пол, снимают засыпку и смазку, разбирают и удаляют сгнившую часть
При частичном загнивании или повреждении деревянных балок выполняются работы по замене небольших участков в местах опирания несущих элементов и в пролетах. В этих случаях сгнившие участки балок заменяются постановкой боковых деревянных или металлических накладок, подбалок либо новыми отрезками балок, которые крепятся с помощью так называемых «протезов». В зависимости от установки (у опоры или в пролете) применяют два типа протезов: концевой и промежуточный. Наибольшее распространение получили прутковые металлические протезы, деревянные и из жестких профилей.
Прутковые протезы (концевые и промежуточные) представляют собой легкие спаренные фермочки треугольной формы, изготовляемые из обрезков круглой стали. В верхней и нижней части протезов находятся опорные площадки, выполненные из швеллеров, размеры которых определяются расчетом. Концевые протезы применяют тогда, когда поврежденный и удаленный концы балки не длиннее 60. 80 см. Промежуточные пролеты устанавливают в середине пролета балки.
Рис. 6.1. Схема установки протезов:
а — концевой протез; б — промежуточный протез; 1, 2, 3 — последовательность операций
При установке концевых протезов фермочку заводят снизу (рис. 6.1, а) в вертикальном положении и в этом положении надвигают на конец балки на длину, необходимую для укладки свободного конца протеза в гнезде стены. Затем протез поворачивают на 90° и сдвигают с таким расчетом, чтобы опорная часть его плотно легла в гнездо кирпичной стены. При наличии глубокого гнезда в стене концевой протез может быть заведен и сверху.
При установке промежуточного протеза (рис. 6.1, б) сменяемый участок балки спиливают и после установки протеза его заклинивают обрезком доски с целью предотвращения опрокидывания. Во избежание прогиба в месте стыка балке придается строительный подъем в 3. 5 см на обмятие древесины под планками протеза.
Для обеспечения жесткости перекрытия не допускается установка на одну балку двух промежуточных протезов, а длина балки не должна превышать 8 м.
Деревянные протезы состоят из парных боковых брусчатых элементов, соединенных с балкой двумя горизонтальными накладками и вертикально расположенными болтами. Данная конструкция позволяет наращивать балки независимо .6т масштабов разрушения и величины пролетов балки.
Протез из жестких профилей состоит из двух пар хомутов, расположенных по обеим сторонам стыка восстанавливаемой балки. Хомуты, изготовленные из полосовой стали сечением 100X100 мм, устанавливают так, чтобы одна пара хомутов охватывала концы балки сверху, а другая — снизу. В отверстия вставляют с обеих сторон два швеллера № 12 или № 14 расчетной длиной до 2,5 м. Таким образом можно наращивать балку в середине пролета, а при использовании концевого протеза хомуты и швеллеры закладывают в гнезда стены.
При полной замене отдельных сгнивших балок выполняют следующие работы:
сгнившую балку выпиливают и удаляют по частям, чтобы сохранить возможно большую часть перекрытия; эту работу обычно выполняют с дощатых настилов, переброшенных через соседние здоровые балки;
углубляют гнездо во внутренней несущей стене здания на двойную длину заделки (при тонких стенах пробивают сквозное отверстие), при этом верхнюю поверхность гнезда делают наклонной для удобства заведения конца новой балки. Глубину заделки балок определяют из условий прочности кладки на сжатие. Между торцом балки и кладкой гнезда должен быть оставлен зазор в 4. 5 см для того, чтобы оградить торец от холодной кирпичной кладки и обеспечить возможность проветривания древесины;
новую антисептированную балку с прибитыми к ней черепными брусками укладывают сверху, чтобы сохранить возможно большую часть здоровой подшивки, которую также надо антисептировать;
после заделки концов балки в гнезда стен сохранившуюся подшивку с участками штукатурки прибивают к нижней кромке балки снизу, а подгнившую подшивку заменяют новой, обязательно антисептированной;
восстанавливают черный пол, смазку и чистый пол, после чего ремонтируют штукатурку потолка.
Для крепления элементов деревянных перекрытий применяются металлические детали (болты, нагели, скобы, хомуты), которые должны быть защищены от коррозии масляной краской или другим антикоррозионным покрытием.
При замене части или всего наката в междуэтажных перекрытиях производится его разборка со стороны нижерасположенного помещения, где для этой цели осматривают и устанавливают целостность и прочность смежных балок, черепных брусков, и если они находятся в нормальном состоянии, то новый накат устанавливают в виде щитов и плит на ширину 100. 120 см, с тем чтобы можно было произвести засыпку звукоизолирующего слоя по предварительно уложенному слою гидроизоляционного материала (толя или пергамина).
Если целостность черепных брусков нарушена, то производят их замену в такой последовательности: пролет наката, примыкающий к сменяемому черепному бруску, разбирают; поверхность балки со стороны сменяемого черепного бруска очищают от поверхностной гнили до здоровой древесины и антисептируют. Для прикрепления черепного бруска разрешается прибивка к балке выравнивающей доски. Прочность оставшегося сечения подтверждают расчетом.
При замене деревянных перекрытий на более долговечные железобетонные производят разборку старого перекрытия. Разобранные элементы удаляют через оконные проемы с помощью лотков, башенных кранов, кранов «в окно», подъемников и т. п.
Восстановить функциональные возможности перекрытия можно ремонтом, усилением или заменой (полной или частичной – выборочной). Выбор способа зависит от материала и конструкции перекрытия, а также от степени его износа. В зданиях старой постройки, где часто использована в качестве материала перекрытий древесина, их изношенность превышает изношенность несущих стен. Срок службы железобетонных перекрытий и перекрытий по несущим металлическим балкам сопоставим со сроком службы стен. Поэтому решение вопроса о том, что делать с перекрытиями необходимо решать в каждом отдельном случае в зависимости от конкретных условий. При этом необходимо руководствоваться следующим принципом: окончание срока службы восстанавливаемых конструкций должен совпасть с окончанием срока службы несущих стен.
Ремонт, усиление или замена перекрытий – дорогой и трудоемкий процесс, так как для его осуществления почти невозможно обеспечить высокую степень механизации, работы выполняются в стесненных условиях, требуется большой объем подготовительных работ, выполняемых вручную, часто используются решения, отличающиеся от проектных и т. д.
Усиление монолитных железобетонных перекрытий может быть выполнено усилением плиты перекрытия, балок перекрытия или тем и другим одновременно. При усилении плиты монолитных железобетонных перекрытий поверх существующей плиты устраивают дополнительную плиту толщиной не менее 3 см, которую армируют одной сеткой. При этом должно быть обеспечено надежное сцепление нового бетона со старым путем очистки плиты и устройства насечки на её поверхности. Если этого сделать нельзя из-за глубокой загрязненности, то толщину дополнительной плиты увеличивают до 5 см.
Для сборных железобетонных перекрытий ремонт обычно сводится к перетирке поверхности, но иногда возникает необходимость усиления перекрытий. В различных сериях типовых проектов полносборных домов используются в основном три вида перекрытий: сплошные и двухскорлупные плиты размером на комнату и многопустотные плиты и настилы.
Основные дефекты перекрытий:
· волосяные трещины в защитном слое;
· возникновение промерзающих зон в местах примыкания плит к стенам вследствие разрушения утепляющего пакета;
· выпадение раствора из швов (рустов) между настилами и т. п.
При сверхнормативном прогибе потолочной панели в практике ремонта используют различные проектные решения по усилению потолочных плит. Например, установкой металлической балочки из стального уголка вдоль наружной стены с предварительным подъемом панели домкратом. Или различные варианты закрепления и натяжения дополнительной арматуры в растянутой зоне плиты с последующей штукатуркой или торкретированием.
Сборные железобетонные пустотные плиты могут усиливаться с использованием пустот. Для этого сверху в зоне расположения канала пробивают полку и устанавливают арматурный каркас. При усилении только опорной части плиты каркасы располагаются на части ее пролета, а при необходимости – по всей длине плиты. После этого канал заполняют пластичным бетоном на мелком щебне. Одновременно с установкой дополнительного каркаса можно усилить и плиту наращиванием ее сверху (рис. 4.14).
Рекомендуется два способа отделки усиливающей конструкции: оштукатуривание цементным раствором по сетке с заделкой конструкции в растворе, что увеличивает площадь сечения самой плиты, повышает ее несущую способность и жесткость, значительно уменьшает звукопроводность перекрытия; подшивка листового материала (асбофанеры, древесно-стружечных плит, сухой штукатурки и т. д.) по деревянным брускам, которые крепят к анкерам дополнительной арматурой и к самой плите, что исключает мокрые процессы по усилению и отделке плит (этот способ отделки может проводиться без выселения жильцов).
Рис. 4.14. Усиление пустотной плиты перекрытия:1 - усиливаемая плита; 2 – дополнительный арматурный каркас; 3 – дополнительная арматурная сетка; 4 – бетон усиления
Общая высота усиливающей конструкции и ее отделочного слоя не должна превышать 50 мм.
После усиления плиты производится отделка потолков либо устройство новых полов (в зависимости от способа усиления).
В целях защиты арматуры усиления от коррозии (в случае обшивки потолков листовым материалом) стержни усиления покрывают антикоррозионным составом.
Усиление деревянных перекрытий осуществляется, если несущие стены имеют значительный износ и здание в недалеком будущем подлежит сносу. Усиление может быть выполнено заменой части наката, заменой или усилением концов деревянных балок, устройством нового перекрытия с сохранением старого или заменой конструкций перекрытий на части площади перекрытий.
Для усиления концов деревянных балок применяется установка деревянных, металлических или железобетонных «протезов», а также боковых накладок с подведением подбалок (рис.4.15). В случае повреждения балок в пролете их усиливают с помощью деревянных накладок, технология, аналогичная технологии усиления концов балок.
Рис. 4.15. Усиление деревянных балок: А – деревянными протезами (вид сверху); Б – боковыми накладками (вид
сверху); В – подбалкой (вид сбоку); 1 – балка; 2 – стена;
3 - деревянный протез; 4 – прокладка; 5 – болты; 6 – гвозди;
7 - боковые накладки; 8 - подбалка
После усиления балки укладывают щиты наката, которые, как правило, делают двухслойными. К низу щита прибивают облицовку. Ширина щита наката зависит от расстояния между несущими балками, а длина принимается равной 1, 1,5 и 2 м. Толщину щита наката, как правило, определяют толщиной черепного бруска; щит, уложенный на черепные бруски, нижней своей поверхностью должен находиться в одной плоскости с нижней поверхностью балок. На щиты наката укладывают слой звуко- и теплоизолирующего материала. В междуэтажных перекрытиях поверх щита укладывают слой гидроизоляционного материала. В чердачных перекрытиях это запрещается, так как пары влаги из теплых помещений будут конденсироваться на холодной нижней поверхности изоляции: в результате перекрытие будет систематически увлажняться, возникнут условия для его гниения и развития грибка.
Усиление металлических балок перекрытий осуществляют увеличением сечения, при этом необходимо выполнить их разгрузку не менее чем на 60% или установить временные дополнительные опоры. При проектировании усиления необходимо придерживаться следующих технологических правил: объем сварки должен быть минимальным, сварные швы следует располагать в удобных доступных местах, необходимо избегать потолочной сварки, сначала надо усиливать нижний пояс, а затем верхний, что исключает прогиб балки в момент усиления. Наиболее простой способ усиления – симметричными накладками (рис. 4.16).
Замена перекрытий.
При капитальном ремонте зданий взамен разобранных перекрытий устраивают долговечные перекрытия из железобетонных элементов или из железобетонных элементов по металлическим балкам.
Заменять, как правило, приходится деревянные перекрытия, с тем, чтобы срок службы (капитальность) всех несущих элементов здания был сопоставим. Новые перекрытия, монтируемые взамен существующих, могут быть выполнены из:
- железобетонных элементов различного размера и массы;
- металлических балок с заполнением железобетонными плитами;
- железобетонных или металлических балок с монолитным заполнением (сборно-монолитные перекрытия);
Рис. 4.16. Усиление стальных балок симметричными
накладками из: а – полосовой стали; б – уголков;
в – квадрата; г – круглой стали; д – труб;
е – комбинацией проката
Железобетонные элементы для замены перекрытий реконструируемых зданий подразделяются на крупноразмерные массой более 600 кг (например, пустотные настилы с выпускными ребрами), средне-размерные массой от 200 до 600 кг (балочные конструкции с вкладышами) и мелкоразмерные массой до 200 кг. При полной смене перекрытий в здании чаще всего используются крупноразмерные сборные железобетонные элементы, монтируемые кранами. При выборочной замене перекрытий наибольшее распространение нашли средне- и малоразмерные железобетонные элементы. При реконструкции зданий, имеющих сложную конфигурацию, использование сборных конструкций нецелесообразно из-за обилия типоразмеров.
Борозды и гнезда пробивают захватками длиной на 3-4 настила; последующую подготовку фронта работ для монтажа настилов осуществляют после анкеровки и замоноличивания их опорных концов.
Сборные перекрытия по железобетонным или металлическим балкам монтируют в определенной последовательности. Для этого размечают и пробивают гнезда для заводки железобетонных балок; подготавливают основания в гнездах для опирания балок; укладывают балки в проектное положение с выверкой; закладывают анкеры балок и заделывают гнезда кирпичом на растворе; укладывают вкладыши/плиты заполнения между балками.
Для устройства сборно-монолитных перекрытий размечают места расположения и пробивают гнезда для балок неполного сечения; укладывают балки в проектное положение, а также элементы межблочного заполнения; замоноличивают балки до полного сечения.
Подготовка опорной поверхности гнезд и борозд заключается в очистке её от пыли и щебня и выравнивании слоев цементного раствора под отметку концов балок или настилов. Для равномерного распределения нагрузки от сборных конструкций перекрытия под концы балок подкладывают бетонные плитки, а в борозды заводят разгрузочные металлические балки или рельсы таким образом, чтобы отметка их верха соответствовала проектной отметке опорной части элементов перекрытия.
Новые перекрытия могут монтироваться без передачи нагрузки на существующие стены. Тогда возникает необходимость устройства внутреннего несущего каркаса здания. Несущие каркасы монтируют после демонтажа конструкций, перекладки, усиления или ремонта отдельных участков фундаментов. После отрывки котлованов и устройства основания в проектное положение устанавливают железобетонные блоки-подушки, швы между которыми заполняют песком или раствором. На горизонтальной плоскости двух подушек расстилают арматурную сетку и устанавливают шаблон-опалубку (в виде бездонного ящика), после чего бетонируют монолитный шов. На поверхность армированного шва, выровненную цементным раствором, наносят риски, указывающие место расположения железобетонного стакана, который затем монтируют с проверкой соответствия его положения проекту.
По окончании монтажа фундамента размечают и пробивают гнезда в кирпичных стенах для опирания концов прогонов, балок или настилов перекрытия.
Характерные дефекты и повреждения деревянных конструкций
Дефекты конструкций - это отклонения формы и фактических размеров от проектных параметров, возникшие в процессе изготовления и монтажа. Повреждения конструкций — это 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.
Наиболее часто встречаются следующие дефекты и повреждения деревянных конструкций: загнивание древесины, поражение насекомыми; 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.
В 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 1/50 /; составных балках на податливых связях (на шпонках, пластинчатых нагелях) - более 1/100 /; в фермах - более 1/150 /. 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).
В узлах проверяется количество и правильность размещения нагелей и болтов (соответствие требованиям СНиП 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.
Использование при строительстве сырой древесины, влажностью более 25%.
Закупорка торца балки антисептиком и гидроизоляцией исключающей высыхание древесины.
Увлажнение балки от кладки, например, при протечке кровли и т.п.
Загнивание балок и пола первого этажа
Использование при строительстве сырой древесины, влажностью более 25%.
Закупорка торца балки антисептиком и гидроизоляцией исключающей высыхание древесины.
Плохая вентиляция подполья, поражение древесины грибком
Загнивание стропильных ног и мауэрлата
Использование при строительстве сырой древесины, влажностью более 25% и недостаточная вентиляция чердака (высоко расположены слуховые окна, мала их площадь и т. п.)
Отсутствие гидроизоляционного слоя между древесиной и кладкой и увлажнение древесины от кладки
Увлажнение древесины (стропильных ног и мауэрлата) при протечке кровли
Недопустимый прогиб балок, изгиб стоек. Разрыв растянутых элементов конструкций
Превышение величины расчетной нагрузи.
Несоответствие фактической работы конструкции принятой расчетной схеме или качества строительных материалов проекту
Читайте также: