Методика и практика оценки физического износа крыш зданий

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное Бюджетное образовательное учреждение высшего образования «российский государственный аграрный университет -МСха имени К.А. Тимирязева»

(ФГБОУ ВО ргау - МСХА имени К.А. Тимирязева)

ИСТИТУТ МЕЛИОРАЦИИ, ВОДНОГО ХОЗЯЙСТВА И СТРОИТЕЛЬСТВА ИМЕНИ А.Н.КОСТЯКОВА

Кафедра «Сельскохозяйственного строительства и экспертизы объектов недвижимости»

Реферат

По дисциплине «Оценка физического износа строительных конструкций зданий и сооружений»

На тему «Методика и практика оценки физического износа крыш зданий»

Москва 2021 г



Содержание

Введение

1. Методика оценки физического износа крыш зданий

1.1 Обследование железобетонных несущих конструкций кровли

1.2 Обследование металлических несущих конструкций кровли

1.3 Обследование деревянных несущих конструкций кровли

1.4 Обследование кровли

2. Практика оценки физического износа крыш зданий

Выводы и рекомендации

Библиографический список

Приложение



Введение

Критерием оценки технического состояния здания в целом и его конструктивных элементов и инженерного оборудования является физический износ - это утрата ими первоначальных технико-эксплуатационных качеств в результате воздействия природно-климатических факторов и жизнедеятельности человека. В процессе многолетней эксплуатации конструктивные элементы и инженерное оборудование под воздействием физико-механических и химических факторов постоянно утрачивают свои эксплуатационные качества.

Под утратой технико-эксплуатационных качеств понимается снижение конструктивными элементами зданий прочности, жесткости, стойкости под влиянием разрушающих воздействий окружающей среды. Вследствие снижения этих качеств, здания со временем подвергаются старению и разрушению. Кроме множества разрушающих факторов старение, износ жилых зданий и их конструкций зависят также от различных местных условий, соблюдения требований по эксплуатации и содержанию зданий, системы технического обслуживания и ремонтов как здания в целом, так и различных элементов конструкций.

Чтобы предотвратить преждевременное разрушение сооружения и продлить срок его эксплуатации необходимо периодически проводить обследование зданий и сооружений на предмет их технического состояния.

Целью данной работы является определение методики и практики оценки физического износа крыши.



1. Методика оценки физического износа крыш зданий

Важным конструктивным элементом любого капитального здания является крыша. Это верхняя часть сооружения, обеспечивающая защиту внутренних помещений и конструкций от внешних атмосферных и других воздействий.

Среди всех составляющих элементов строительного объекта именно кровля больше всего подвергается неблагоприятным агрессивным воздействиям. Вследствие этого образуются разнообразные дефекты и повреждения, которые ухудшают эксплуатационные качества конструкции крыши и всего здания.

Дефекты кровли приводят к протечкам, повышенной влажности во внутренних помещениях, промерзанию здания и разрушению отделочных покрытий. Проблемы могут быть обусловлены различными причинами. Наиболее часто встречаются следующие:

механические повреждения;

некачественное проведение кровельных работ;

старение кровельного материала;

использование низкокачественных материалов при проведении работ.

Зачастую проблемы с кровлей не сразу проявляют себя. Периодическое обследование кровли здания на предмет обнаружения возможных дефектов позволит предотвратить разрушение фасадов и внутренних помещений.

Цель обследования крыш - установление типа и материала стен, определение системы распределения нагрузок, оценка состояния и возможности дальнейшей эксплуатации несущих конструкций.

Обследование кровли включает в себя визуальный осмотр и инструментальное исследование. В ходе визуального осмотра оценивается состояние внешних элементов кровли, выявляются видимые повреждения и проблемные зоны (например, места застоя воды), проверяется соответствие типа кровельного материала уклону крыши.

Инструментальные методы исследования позволяют измерить толщину слоев кровельного покрытия, оценить содержание влаги в ограждающих конструкциях и параметры воздухообмена, теплообмена и влажности в подкровельных помещениях. При необходимости отбираются пробы кровельных материалов и проводится их дополнительное лабораторное исследование.

Полученные результаты обследования вносятся в технический отчет. В документе описываются выявленные дефекты и повреждения, даются рекомендации по способам их устранения. К отчету прикладываются фотоматериалы, результаты лабораторных испытаний, чертежи, схемы и прочие данные, на основании которых были сделаны соответствующие выводы.

Срок эксплуатации сооружений во многом определяется состоянием кровли, поэтому при возникновении сомнений относительно целостности кровельного покрытия или качества проведения работ рекомендуется выполнить независимую экспертизу. Своевременное выявление дефектов позволит предотвратить возникновение более серьезных проблем в будущем.

1.1 Обследование железобетонных несущих конструкций кровли

При экспертизе и обследовании железобетонных несущих конструкций кровли необходимо вы- деформации отдельных элементов или конструкций кровель в целом;

-нарушение геометрических размеров сечений;

- дефекты бетонирования (раковины, слабая связь между инертными составляющими бетона);

-механические повреждения;

- трещины различного характера;

- смещения и деформации в узлах сопряжений конструкций;

- растрескивание и отслоение защитных слоев бетона;

- коррозию арматуры;

- нарушение сцепления арматуры с бетоном;

- наличия гнили, грибка и плесени на деревянных конструкциях;

- увлажнения, высолы;

- недостаток или ослабление армирования;

- разрушение защитного слоя;

- и проявлять видимые дефекты и повреждения:

При определении причин прогибов железобетонных элементов кровель необходимо учитывать, что прогиб элемента, вызванный нагрузками или недостаточной несущей способностью, сопровождается образованием и расширением, а прогиб без трещин, как правило, является изначальным искривлением, полученным при изготовлении элемента.

Коррозионный износ арматуры железобетонных конструкций кровель следует определять в местах с разрушенным защитным слоем, а при необходимости производить вскрытие на требуемых участках.
Трещины в железобетонных конструкциях кровель следует выявлять, как правило, путем визуального осмотра поверхностей конструкций. При этом необходимо фиксировать характер и расположение трещин, ширину трещин, и т.д. Разрушение защитных покрытий, раковины, отколы, несоответствие проекту площадей опирания элементов, отверстия и т.п. в железобетонных конструкциях кровли следует устанавливать визуальным осмотром и измерением геометрических размеров дефектных или поврежденных участков. Следует помнить, что выявленные внешние повреждения могут свидетельствовать о наличии внутренних дефектов, повреждений и недостатков, в частности, снижения прочностных характеристик бетона.

1.2 Обследование металлических несущих конструкций кровли

При обследовании металлических конструкций кровель, прежде всего, выявляются видимые дефекты и повреждения:

- деформации отдельных элементов или конструкции в целом;

- смещение от проектного положения отдельных элементов или конструкции в целом;

- отсутствие отдельных элементов в конструкции;

- искажение формы или нарушение геометрических размеров сечений или профиля элементов;

- механические или температурные повреждения металла;

- трещины в металле различного характера;

- дефекты и разрушения стыковых соединений (сварных, заклепочных);

- смещения в узлах сопряженных конструкций;

- дефекты и разрушения узловых соединений (сварных, болтовых, заклепочных);

- разрушение антикоррозионных защитных покрытий и коррозионные повреждения металла и соединений в спаренных элементах вследствие расширения зазоров между профилями при скоплении продуктов коррозии.

Коррозионный износ металлоконструкций кровель устанавливается измерением толщин каждого конкретного элемента в разных точках с помощью ультразвуковых толщиномеров. Для измерения коррозионного износа элементы металлоконструкций предварительно очищаются от загрязнений и продуктов коррозии.

Трещины в металле выявляются, как правило, визуальным осмотром, ширина трещин устанавливается с помощью микроскопа.
Перед экспертизой и обследованием, места возможного наличия трещин зачищают, и очищают от коррозии.



Рис. 1 - Коррозия металлических балок вследствие систематического промерзания конструкции кровли.

Внешние дефекты и повреждения (неполномерность шва, резкие переходы от основного металла к наплавленному, наплывы и натеки наплавленного металла, неравномерная ширина и перерывы шва, кратеры, поры, трещины в шве и околошовной зоне, подрезы и прожоги основного металла) выявляются, как правило, визуальным осмотром. Перед этим, участки швов предварительно очищают от шлака и металлических брызг.

При необходимости, швы с предполагаемыми скрытыми дефектами или повреждениями, исследуются дефектоскопом.

В болтовых и заклепочных соединениях элементов кровель, исследуются узлы с целью выявления неплотной затяжки болтов, дрожания и подвижности заклепок.Заклепочные и болтовые соединения проверяются на плотность и усилие затяжки.

Дрожание и подвижность заклепок, неплотное заполнение отверстий телом заклепки устанавливаются путем простукивания молотком массой 300 - 400 г. Усилие затяжки болтов устанавливается с использованием динамометрического ключа.



Рис. 2 - Смещение несущих элементов конструкций кровли вследствие невыполнения болтовых соединений.

Степень опасности дефектов и повреждений, таких как отклонение металлических конструкций от проектного положения, деформации отдельных элементов, а также потери площади сечения элементов в результате коррозии, механического износа, наличия надрезов и вырезов, устанавливаются на основе поверочных расчетов в соответствии с требованиями действующих нормативно-технических документов.

В случае выявления недопустимых дефектов, принимаются неотложные меры по временному закреплению аварийных конструкций кровель.

К числу недопустимых дефектов и повреждений, требующих немедленного устранения, относятся:

- трещины в основном металле элементов или сварных швах;

- отсутствие или перерывы сварных швов в узловых соединениях или элементах металлоконструкций кровель;

- отсутствие болтов, заклепок, гаек или средств их фиксации в соединениях;

- искривление элементов вследствие потери устойчивости;

- отсутствие или разрушение элементов несущих или связевых конструкций.

Рис. 3 - Глубокая коррозия в узлах соединения элементов стропильной фермы.

1.3 Обследование деревянных несущих конструкций кровли

Дефектами деревянных конструкций, являются любые несоответствия деревянных конструкций требованиям СНиП, ГОСТ, ТУ и проектной документации.

Дефекты деревянных конструкций могут возникнуть из-за ошибок при проектировании, отступлений от проекта при производстве строительных работ, нарушении правил эксплуатации зданий и сооружений, и пр.

Для древесины характерны биоповреждения, вызванные жизнедеятельностью плесени, грибка, насекомых и грызунов.

Лучшей кровлей является та, в которой нагрузка, действующая на конструкции, передается наиболее коротким путем через несущие элементы, с наименьшим количеством узлов сопряжения.

При проектировании конструкций кровель, 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 кровель, необходимо исключить их увлажнение, 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 50град.

- наличие влаги.

Рис. 4 - Обрушение потолка в жилом помещении вследствие множественных протечек кровельного покрытия.

Как уже отмечалось, для деревянных конструкций часто применяется недостаточно высушенная древесина.

Нормами допускается влажность древесины до 40% только для элементов, в которых усушка не вызывает ослабления или увеличения податливаемости соединений.

При экспертизе и обследовании деревянных конструкций кровель, часто встречаются случаи замены сечений балок перекрытий и покрытий,
стропильных ног и прогонов. Причем, замена сечений, во всех случаях, связана с уменьшением размеров поперечных сечений элементов. Это приводит к недопустимому, для данных сечений, сдвигающих усилий и распору в конструкции.

Многолетний опыт проведения экспертиз и выполнения обследований показывают, что не всегда в узлах сопряжения деревянных элементов ставятся все предусмотренные проектом соединительные элементы: болты, нагели, гвозди, скобы, скрутки. Это приводит к существенному снижению несущей способности конструкции кровли в целом.

Например, при отсутствии в лобовой врубке страховочной шпильки, в случае разрушения (скалывания) опорной площадки может произойти смещение стропильной ноги или опоры деревянной фермы.

При проведении экспертизы и выполнении обследования деревянных конструкций кровель, всегда отмечают наличие трещин от усушки древесины. Количество данных трещин не должно превышать допустимых нормативных показателей.

Рис. 5 - Деревянные несущие конструкции скатной кровли повреждены вследствие пожара. Несмотря на повреждения, конструкции продолжают эксплуатироваться.



Также, практика проведения экспертиза и выполнения обследований показывает, что при производстве строительных работ, не всегда выполняется защита деревянных конструкций кровель на участка их контакта с кирпичной кладкой, бетоном и стальными конструкциями.

Отсутствие данной защиты приводит к преждевременному износу деревянных конструкций кровель, вследствие гниения, поражения грибком и плесенью. железобетонный кровля стена крыша

Защита деревянных конструкций на участках контакта с каменными и металлическими конструкциями должна осуществляться посредством прокладки кусков рулонных гидроизоляционных материалов.

Также не всегда, в должной мере, выполняется защита деревянных конструкций от биоповреждений и горения. Для защиты от биоповреждений, деревянные конструкции обрабатываются антисептическими составам. Для защиты от горения, деревянные конструкции обрабатываются антипиренами.

1.4 Обследование кровли

Соответствие конструкций кровель требованиям нормативной и проектной документации обеспечивается за счет проведения входного, операционного и приемочного контроля.

При определении качества работ тщательно изучают рабочие чертежи. При необходимости, согласовывают с проектной организацией и представителем заказчика изменения в конструкции кровель.

При проведении экспертизы и выполнении обследования выполняют контрольные обмеры, производят внешний осмотр конструкций, выполняют необходимые измерения.

При входном контроле рулонных кровельных материалов, проверяют соответствие марки материала проекту, целостность полотнищ, отсутствие слипания в рулоне, качество полотнищ и посыпки.
Из каждых 100 доставленных рулонов отбирают пять и проверяют соответствие их качества требованиям нормативной документации.

При помощи рулетки, измеряют ширину полотнищ, а развернув рулон, осматривают и измеряют толщину полотнищ и слоя мастики на наплавляемых рулонных материалах.

Асбестоцементные волнистые кровельные листы должны отвечать требованиям, приведенным в нормативной документации.

Из каждой пятой стопы листов типа отбирают по 5 листов, осматривают и выполняют контрольные измерения длины, ширины, толщины листа, высоты волны.

Рис. 6 - Деформации асбестоцементных волнистых кровельных листов (шифера) вследствие их низкого качества.

Для контроля оцинкованных металлических кровельных листов, из партии в 1 т отбирают 5 листов, осматривают и выполняют измерения длины, ширины и толщины.

Металлические кровельные листы, костыли, крючья, ухваты, настенные штыри со скобой, замыкающие звенья, водоприемные воронки, звенья водосточных труб должны иметь цинковое покрытие.
В процессе хранения и укладки важно не допустить увлажнения листов.



Рис. 7 - Кровельный оцинкованный лист «задирается» вследствие деформированности.

Несущие конструкции покрытия и кровель (железобетонные плиты, профилированный металлический настил, фермы, и стропилы) должны иметь уклоны в соответствии с проектом.

Швы между железобетонными плитами должны быть тщательно заделаны цементно-песчаным раствором.

Все стропильные конструкции должны соответствовать проекту.



2. Практика оценки физического износа крыш зданий

Таблица 1 - Описание существующего здания

1. Назначение здания	Административное.
2. Количество этажей	3 этажа
3. Наличие подвала	Имеется в отдельных частях здания.
4. Возраст здания	Построено в 1766-1769 годах
5. Наружные стены	Выполнены из кладки красного полнотелого кирпича на сложном растворе.
6. Внутренние опоры для перекрытий	Несущие кирпичные стены.
7. Наличие внутренних поперечных стен, развязывающих продольные стены	Имеются.
8. Перекрытие над подвалом или полуподвалом	Монолитные бетонные сводики по стальным балкам.
9. Междуэтажные перекрытия	Кирпичные своды. Деревянные перекрытия по деревянным и стальным балкам. Сборные железобетонные плиты по стальным балкам.
10. Чердачное перекрытие.	Деревянное по деревянным балкам.
11. Перемычки над оконными и дверными проемами	Кирпичные клинчатые и стальные.
12. Тип стропил	Деревянные наслонные.
13. Кровля здания и ее состояние	Скатная холодная кровля с наружным организованным водостоком, выполнена из фальцованных стальных оцинкованных листов по деревянной обрешетке.
14. Пространственная жесткость коробки здания	Пространственная жесткость здания достаточная. Обеспечивается наружными и внутренними несущими кирпичными стенами и дисками перекрытий.
15. Состояние здания по наружному виду: а) выветривание кладки стен, столбов	Выветривания кладки стен имеются на отдельных участках.
б) деформации стен, колонн,столбов	Имеются.
в) состояние перемычек над проемами	Ограничено работоспособное.
г) деформации перекрытий	Имеются.
д) состояние наружной штукатурки и облицовки	Ограничено работоспособное. Имеются многочисленные участки с разрушением и отслоением штукатурного слоя.
16. Перегородки и их состояние	Работоспособное. Перегородки в здании в основном деревянные оштукатуренные по драни (в осях А-Ж/2-4 несущие для перекрытий над 2 и 3-м этажами).
17. Лестничные марши и площадки их состояние	Ограничено работоспособное. Лестницы в здании, выполнены из железобетонных лестничных маршей и площадок.
18. Полы и их состояние	Ограничено работоспособное. Чистовая отделка полов здания имеет многочисленные сколы, трещины потертости и отслоения (см. фотоматериалы).
19. Состояние окон и дверей	Ограничено работоспособное. Большая часть деревянных окон заменены на окна с стеклопакетами и «ПВХ» профилем.
20. Состояние внутренних отделочных покрытий	штукатурном и красочном слоях, участки со следами протечек атмосферной и технической воды и плесенью.
21. Благоустройство участка (планировка двора, наличие и состояние отмосток)	Благоустройство участка выполнено частично. Асфальтовые отмостки находятся в ограничено работоспособном состоянии.
22. Прочие сведения	Обследуемая часть здания в осях А-Ж/1-4 не эксплуатируется, ведутся ремонтные работы.

Таблица 2 - Результаты обследования наслонных стропил и кровли

1. Тип стропил и их материал	Деревянные, наслонные стропила
2. Пролет стропил (в свету)	до 9,7-12,8 м.
3. Расстояние между стропилами	2-2,2 м.
4. Сечения элементов стропил: а) стропильных ног	Бревно отесанное на 4 канта 20х20см.
б) прогонов	Бревно отесанное на 4 канта 20х20см. Бревно диаметром 20см.
в) подкосов	Бревно диаметром 20см.
г) стоек	Бревно диаметром 20см..
д) лежней	Бревно диаметром 20см.
е) затяжек	Бревно отесанное на 4 канта 15х15см.
5. Врубки и соединения	Лобовые врубки, соединения на скобах, гвоздях и шпильках
6. Мауэрлаты	Бревно отесанное на 4 канта 20х20см.
7. Достаточность пространственной развязки систем, связь стропил со стенами	Обеспечивается деревянной обрешеткой и кровлей. В настоящее время связь стропил со стенами нарушена из-за поражения гнилью мауэрлатного бруса и расстройства узлов стропильной системы
8. Наличие деформаций: искривления и выходы из вертикальной плоскости, провисание стропильных ног, расстройства узлов, срез и смятие древесины, трещины в элементах и т.д.	Имеются искривления стропильных ног. Имеются деформации и частичное разрушение узлов стропильной системы, прогибы обрешетки и кровли, вызваны деформациями стропильных ног.
9. Состояние древесины или металла по элементам: поражение гнилью, сучковатость, увлажнения, коррозия металла и т.п.	Отмечаются трещины усушки различной протяженности, раскрытием до 2 см. Стропильные ноги, мауэрлаты и обрешетка поражены гнилью до 60% площади поперечного сечения из-за постоянных протечек кровли.
10. Ослабление стропил, допущенные в процессе их эксплуатации.	Имеются.
11. Усиления стропил, выполненные в процессе их эксплуатации	Имеются.
12. Противопожарная и антикоррозийная защита	Не выполнены.
13. Нагрузки, действующие на стропила	Постоянная: от собственного веса стропильной системы и кровли. Временная: снеговая по III району
14. Вид кровель и обрешеток и их состояние	Кровля здания многоскатная, холодная, с наружным организованным водостоком. Выполнена из стальных оцинкованных листов по деревянной обрешетке из деревянных брусков и необрезных досок. Состояние кровли оценивается как аварийное.
15. Средства и эффективность естественной вентиляции	Естественная, через слуховые окна. Эффективность достаточная.
16. Показатели прочности материалов стропил	Древесина несущих элементов стропильной системы вследствие физического износа (глубокая гниль, грибок, трухлявость и т.п.) прочностной оценке не подлежит.
17. Выводы	В целом физический износ несущих элементов стропильной системы можно оценить в 78% , что является аварийное техническое состояние. Вся стропильная система и кровля подлежит замене или капитальному ремонту с частичной или полной заменой элементов конструкции.

Кровля здания многоскатная, холодная, с наружным организованным
водостоком. Выполнена из стальных оцинкованных листов по деревянной
обрешетке. Стропила деревянные, наслонные. При обследовании обнаружены массовые дефекты, вызванные длительной эксплуатацией и отсутствием своевременного ремонта: искривления стропильных ног, деформации и частичное разрушение узлов стропильной системы, прогибы обрешетки и кровли, трещины усушки различной протяженности, поражения гнилью до 60% площади поперечного сечения.

Физический износ кровли составляет 83%.



Выводы и рекомендации

1. В соответствии с ВСН 53-86(р) табл. 39, 41, физический износ крыши составляет 78%, физический износ кровли составляет 83%.

2. Общее состояние кровли оценивается, согласно ГОСТ 31937-2011, как аварийное.

Общее состояние элементов крыши оценивается, согласно ГОСТ 31937-2011, как аварийное.

Рекомендуется

- Выполнить капитальный ремонт кровли с полной заменой кровельного железа и обрешетки.

- Выполнить капитальный ремонт стропильной системы с заменой поврежденных гнилью и деформированных деревянных элементов (мауэрлатов, стропильных ног прогонов, лежней и пр.), рекомендуется полная замена стропильной системы.

- Заменить водостоки



Библиографический список

1. ВСН 53-86(р) «Правила оценки физического износа жилых зданий». - Госгражданстрой СССР - М.: Прейскурантиздат, 1988

2. Свод правил СП 13-102-2003 «Правила обследования несущих строительных конструкций зданий и сооружений» (утв. Госстрой России 21.08.2003).

3. ГОСТ 31937-2011 «Здания и сооружения. Правила обследования и мониторинга технического состояния». Москва, Стандартинформ, 2014.

4. Федеральный закон от 30 декабря 2009 года № 384-ФЗ «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений»

5. Пособие по оценке физического износа жилых и общественных зданий

6. В.Я. Жарницкий, А.П. Смирнов. Оценка физического износа строительных конструкций зданий и сооружений - LAP Lambert Academic Publishing, 2019. - 243 с.

7. Техническое заключение по инженерно-техническому обследованию строительных конструкций здания по адресу: г.Москва, ул. Покровка, д. 22/1, стр. 1



Приложение

Фото 1. Гниль опорных концов стропильных ног и мауэрлата.

Фото 2. Расстройство узлов стропильной системы

Фото 3. Прогиб стропильной системы



Фото 4. Разрыв затяжки, искривление подвесов стропильной системы.

Размещено на Allbest.ru