CC BY
161
3/2011_МГСу ТНИК
о долговечности каменной кладки ABOUT THE RELIABILITY OF A STONE LAYING A.M. Крыгина, П.в. Мальцев, H.B. Картамышев, а.г. Ильинов A.M.Krygina, P.V. Maltsev, N.V. Kartamyshev, A.G. Ilyinov
ГОУ ВПО ЮЗГУ
Приведен анализ факторов, оказывающих негативное влияние на надежность и долговечность элементов каменных конструкций зданий и сооружений в процессе эксплуатации.
In the article was resulted the analysis of the factors, making negative impact on reliability and durability of elements of stone constructions of the buildings and constructions during the process of exploitation.
Прекрасно сохранившиеся до наших дней здания и сооружения исторической застройки, возведенные с использованием каменных конструкций, являются подтверждением ценных свойств рассматриваемого материала: надежности, долговечности, экологичности, архитектурной выразительности. В современной практике строительства каменные конструкции по-прежнему остаются актуальными. Более того, при возведении ряда зданий каменные конструкции принимаются безальтернативно, например, в богослужебных зданиях и сооружениях [3]. Однако приходится констатировать постепенное сокращение использования каменных материалов по сравнению с другими конструкционными материалами, в т.ч. на основе бетона. В некотором роде сдерживающим фактором в развитии каменных конструкций является отсутствие актуализированной нормативной базы, позволяющей учесть современные виды конструкций и материалов [1].
Анализ технического состояния несущих и ограждающих каменных конструкций зданий и сооружений второй половины прошлого века позволяет выделить следующие основные группы факторов, способствующих снижению их долговечности и повышению риска аварий: ошибки при проектировании; ошибки и отклонения, допущенные в процессе возведения здания; нарушение норм эксплуатации. Опыт авторов по обследованию указанных зданий, а также статистические данные [6] позволяют характеризовать последнюю группу факторов в качестве инициирующей в процессе ускоренного износа основных несущих и ограждающих конструкций. Именно на этап жизненного цикла объектов недвижимости, называемый эксплуатацией зданий и сооружений, приходится наибольшая часть аварий. В силу длительности этого этапа (по сравнению с проектированием, строительством), все допущенные на предыдущих этапах, а также в ходе непосредственной эксплуатации просчеты, нарушения, дефекты и пр., проявляются именно здесь. Причин тому множество, наиболее распространенные из них -отсутствие должного контроля за состоянием эксплуатируемых конструкций, низкое качество проводимых ремонтных работ.
ВЕСТНИК МГСУ
3/2011
В подавляющем большинстве причины возникновения аварийных ситуаций в каменных конструкциях связаны с образованием критических дефектов основных несущих конструкций (столбов, стен) вследствие чрезмерного влагонасыщения кладки в силу ряда обстоятельств, в том числе - дефектов гидроизоляции покрытия, иными словами - некачественного выполнения кровельных работ. При этом достаточно вспомнить обрушение перемычки эркера в верхнем уровне покрытия девятиэтажного кирпичного жилого здания в г. Архангельске в 1998 г. из-за переувлажнения кладки под эркером, или разрушение простенка наружной стены учебных мастерских школы в Удмуртии в том же году практически по той же причине [2].
В ходе проведенного авторами статьи исследования причин обрушения покрытия и кирпичных стен газохода котельной в г. Курске именно дефекты выполнения кровельного покрытия сооружения были названы основной причиной возникновения и развития деградационных процессов в кладке. Выявленное в ходе обследования разрушение внутреннего слоя кладки на глубину площадки опирания плит на стену (рис. 1) вследствие размораживания кладки явилось причиной обрушения плит покрытия.
Е . , , - *
Рисунок! - Обрушение внутреннего слоя кладки и плит покрытия газохода котельной
В свою очередь, влагонасыщение кладки было вызвано дефектами кровельного покрытия газоходов - нарушением кровельного покрытия в местах примыкания кровельного ковра к отливам, отсутствие отливов по периметру карнизной части стен (рис. 2). Это способствовало замачиванию кладки по всему периметру наружных стен, выветриванию растворных швов, нарушению штукатурного покрытия (футеровки) стен, образованию трещин и т.п.
Чрезмерное влагонасыщение каменных конструкций явилось причиной ускоренного износа каменных конструкций здания зрительских трибун спортивного комплекса в г. Курчатове Курской области.
Здание выполнено по типовому проекту 299-7-2, введено в эксплуатацию в 1988 году. Эксплуатация продолжается непрерывно до настоящего времени.
Основные несущие и ограждающие конструкции - кирпичные стены толщиной 510 мм (380 мм) из керамического кирпича М 75 на растворе М 25, а также несущие
3/2011
ВЕСТНИК _МГСУ
столбы сечением 510x510 мм из керамического кирпича М 100 на растворе М 50. Фактические размеры конструкций, установленные в результате проведения обмерных работ, соответствуют проектным.
Рисунок 2 - Дефекты кровельного покрытия, повреждения кладки котельной
Конструктивные элементы покрытия зрительских трибун эксплуатируются на открытом воздухе при воздействии атмосферной влаги в среднем диапазоне температур от до +40°С. Проектное решение сопряжения элементов покрытия трибун предусматривает ограничение доступа атмосферной влаги во внутренние (технические) помещения устройством монолитных участков между сборными элементами покрытия, что обеспечивает защиту от чрезмерного переувлажнения соответствующих строительных конструкций (стропильных балок покрытия, кирпичных столбов, несущих кирпичных стен, покрытия подтрибунных помещений). Допущенная в ходе строительства замена монолитных бетонных вставок деревянными, их деформации и выявленное на момент обследования частичное отсутствие не позволяют в настоящее время обеспечить ограничение доступа атмосферной влаги к основным несущим конструктивным элементам, что приводит к развитию деструктивных процессов, сопутствующих переувлажнению, в указанных конструкциях.
Высокая разность температур внутренней и наружной поверхности стены, а так же повышенная влажность подтрибунных помещений способствуют миграции влаги через поры и капилляры в холодный период года в сторону холода. В зоне отрицательных температур в кирпичной кладке образуется лед, вызывающий расслоение [5].
В обследуемом здании чрезмерное водонасыщение кирпичной кладки привело к ее размораживанию в зимний период с образованием лещадок, фрагментации кладки при механическом воздействии, ослаблению на глубину до 35 мм (в кирпичных столбах - до 45 мм с каждой стороны), уменьшению рабочего сечения и, соответственно, несущей способности. Наиболее интенсивные деструктивные процессы выявлены в конструкциях каменных столбов, что повлекло за собой необходимость их усиления металлической обоймой из четырех уголков с оштукатуриванием по сетке с предварительной сушкой кирпичной кладки.
Для предотвращения промерзания стен было выполнено их наружное утепление. Остальные поверхности каменных конструкций были обработаны гидрофобизирующими составами для предотвращения дальнейшей фильтрации влаги в тело конструкций.
Таким образом, для обеспечения конструктивной безопасности и эксплуатационной надежности каменных конструкций необходимо должное соблюдение эксплуата-
ВЕСТНИК 3/2011
ционных требований. В частности, требуется защита элементов каменных конструкций от чрезмерного влагонасыщения с целью недопущения промораживания каменной кладки. К сожалению, эту прописную истину в современной практике строительства и эксплуатации зданий приходится повторять постоянно, ибо неконтролируемое увлажнение каменных конструкций не только способствует ускоренной деградации кладки (особенно при современном невысоком качестве продукции значительного числа кирпичных заводов), но и способствует ухудшению внешнего вида кладки (например, образованию высолов на фасадных поверхностях кладки и пр.).
Литература:
1. Ищук М.К. Проблемы норм по проектированию каменных конструкций // Строительные материалы. 2010. №4. С. 15-19.
2. Крыгина A.M. К вопросу обеспечения эксплуатационной надежности жилых зданий // Международная конференция «Актуальные проблемы развития жилищно-коммунального хозяйства городов и населенных пунктов». Москва-София-Кавала, 2010. С. 119-122.
3. МДС 31-9.2003. Православные храмы. Том 2 / АХЦ "АРХХРАМ". М. 2003.
4. Пособие по проектированию каменных и армокаменных конструкций / ЦНИИСК им. Кучеренко, Госстроя СССР. М. 1988.
5. Пособие (к СНиП 2.03.11-85) по проектированию защиты от коррозии каменных, армокаменных и асбестоцементных конструкций/ ЦНИИСК им. Кучеренко, Госстрой СССР. М. 1988.
6. Тавкинь А. А. Основные причины аварий зданий и сооружений // Предотвращение аварий зданий и сооружений: сетевой журнал. URL: http://www.pamag.ru/journal/ (дата обращения 26.02.2011).
The literature:
1. Ishchuk M. K. Problems of norms on designing of stone designs//Building materials. 2010. №4. pp. 15-19.
2. Krygina A.M. To a question of maintenance of operational reliability of residential buildings//The International conference «Actual problems of development of housing and communal services of cities and settlements». Moscow-Sofia-Kavala, 2010. pp. 119-122.
3. МДС 31-9.2003. Orthodox temples. Volume 2 / АХЦ «Arhhram2. - □: State Unitary Enterprise TSPP, 2003.
4. The grant on designing stone and reinforced stone designs / The central scientific research institute of building designs It. Koutcherenko. Gosstroy of the USSR. M. 1988.
5. The grant (to SNiP 2.03.11-85) on designing of protection against corrosion stone, армокаменных and асбестоцементных designs / The central scientific research institute of building designs It. Koutcherenko., Gosstroy of the USSR. M. 1988.
6. Tavkin A.A. The principal cause of failures of buildings and constructions//Accident precaution of buildings and constructions: network magazine. URL: http://www.pamag.ru/journal/ (date of the reference of 2/26/2011).
Ключевые слова: камень, кирпич, эксплуатация, надежность, долговечность, техническое состояние, критические дефекты, аварии, усиление, металлическая обойма, размораживание, реконструкция, здание, сооружение.
Keywords: stone, brick, exploitation, reliability, durability, a technical condition, critical defects, failures, strengthening, a metal holder, defrosting, reconstruction, building, construction.
E-mail авторов: kriginaam@mail.ru
Рецензент: Клюева H.B., д.т.н., доцент, профессор кафедры «Городское строительство и хозяйство» архитектурно-строительного института ФГОУ ВПО «Госуниверситет-УНПК»,
г. Орел.
