Багаторічний досвід експлуатації дерев’яних конструкцій історичної будівлі

Размещено на http://www.allbest.ru//

Багаторічний досвід експлуатації дерев'яних конструкцій історичної будівлі

Пічугін С.Ф., д.т.н., проф.

В статті викладено результати обстеження стану несучих дерев'яних конструкцій покриття після тривалого періоду експлуатації, вказано на основні недоліки, які порушують нормальну експлуатацію дерев'яних конструкцій

Постановка проблеми. Вивчення старої деревини в різних умовах експлуатації неопалюваного горища набуває все більшої актуальності зі збільшенням терміну експлуатації реконструйованих після Великої Вітчизняної війни будинків.

Аналіз публікацій. Розв'язання даної проблеми було започатковано в роботах Г.Г.Карлсена [1] в 50-60 роках 20 століття. Останнім часом над цією проблемою в Україні працювали В.З.Клименко [2], В.В.Стоянов [3], В.В.Фурсов [4] та інші дослідники [5].

Виділення раніше не вирішених частин. Не вирішеною частиною проблеми залишається методика визначення найбільш пошкоджених елементів та розробка оптимальних конструкцій їх підсилення.

Метою статті є вивчення досвіду експлуатації дерев'яної покрівлі навчального корпусу, узагальнення методів обстеження та узагальнення основних недоліків експлуатації дерев'яних конструкцій.

Історична довідка. Друга половина ХVІІІ ст. в Україні характеризується переплануванням і забудовою міст, містечок за принципами класицизму: чіткий функціональний і просторовий поділ території, регулярна і планомірна побудова системи вулиць, кварталів і площ (адміністративних, соборних, торгівельних), виразність громадських будівель, які домінують у міському ландшафті, монументальність, строгість, симетричність і ордерний стиль яких покликані навіювати захоплення і страх перед силою, міццю і величчю самодержавної імператорської влади. Цей стильовий напрям архітектури, який походить із Стародавньої Греції і Риму, з'являється загалом і на Полтавщині.

12 грудня 1818 року був заснований інститут шляхетних дівчат на кошти дворян з ініціативи дружини генерал-губернатора Рєпніна М.Г. (Волконського). Маєток виділив Кочубей на прохання його дружини. У будинку з 12 кімнат навчалося 20 збіднілих дворянських дочок.

З 17 вересня 1827 р. згідно з клопотанням генерал-губернатора Рєпніна М.Г. (Волконського) указом імператора Миколи Павловича його перетворено в урядовий, та наказувалось із 1 січня 1828 р. міністру фінансів асигнувати із державного казначейства в Полтавський приказ громадського притулку 200000 крб. в чотири терміни, щорічно по 50 тис. крб. на побудову будинку для інституту. Планувалося побудувати інститут за три роки, щоб до зими 1830 р. він уже був закінчений. План архітектурної забудови, виконано за проектом Людвіга Івановича Шарлемана та Штауберта. Побудова будівель головного корпусу інституту шляхетних дівчат була закінчена тільки 4 вересня 1832 р.

Будівлі складалися із кам'яного триповерхового будинку і двох бокових кам'яних двоповерхових флігелів, з'єднаних з основним корпусом двома кам'яними одноповерховими галереями. З першого ж року при побудові будівель, в них виявилося так багато незручностей та недоліків, що наступними роками (1833, 1835, 1842, 1854, 1866, 1872, 1897 рр.) здійснювались перебудови, надбудови і прибудови. При в'їзді в двір у 1849 р споруджено дві охоронні будки для військового караулу.

Створений 18 серпня 1930 року інститут інженерів сільськогосподарського будівництва було розміщено у цій будівлі, він у 1961 році перетворюється в інженерно-будівельний інститут. З 21 червня 1997 року інститут було реформовано в Полтавський національний технічний університет імені Юрія Кондратюка, центральним корпусом якого є ця історична будівля. У роки Великої Вітчизняної війни центральний корпус університету було спалено, залишилися лише цегляні стіни. Відновлено центральний корпус після війни силами викладачів, студентів та співробітників нашого ВНЗ. Загальний вигляд будівлі представлено на рис. 1.

Характеристика дерев'яних конструкцій. Центральний корпус є архітектурною пам'яткою. Корпус має три поверхи складної в плані форми. Площа одного поверху становить близько 3000 м2 . Переважна більшість будівельних конструкцій була виготовлена із застосуванням деревини. З деревини виконано міжповерхові та горищне перекриття, кроквяна система горища. Найбільшу увагу було приділено стану несучих огороджуючих конструкцій покриття. Слід відзначити, що деревина, яка використовувалась для відновлення несучих конструкцій центрального корпусу була хорошої якості та потрібної номенклатури, порода - сосна. Зараз ми маємо будівельні конструкції 60-річної давнини, більша частина яких збереглася в задовільному стані.

З січня 2005 року розпочалися систематичні обстеження стану дерев'яних конструкцій центрального корпусу. Одразу найбільше занепокоєння викликало стан горища та перекриття над 3-ім поверхом. Дах - складної в плані форми, являє собою кроквяну систему. З'єднання елементів даху виконані на врубках, скобах, болтах та тяжах. Через недостатнє приділення уваги при експлуатації будівлі мали місце деякі недоліки, які на даний час усунуто.

Рис. 1. Загальний вигляд будівлі

Крокви виконані з колод діаметром 12-15 см кроком 100 см, настилом із дощок 25 мм в розбіжку, та колод діаметром 16-18 см кроком 150 см з настилом із бруска 50х50 мм крок 30 см, на деяких ділянках крокви виконано з дошки 6х20 см.

Оскільки 3-й поверх має ряд приміщень різної довжини шириною близько 10 м, то у якості горищного було обрано підвісне перекриття по нерозрізним прогонам із системою допоміжних розподільчих балок. У післявоєнні часи така система перекриття широко застосовувалася в громадському будівництві. Основні прогони підвісної стелі розташовані вздовж будівлі через 2,5 м під вузлами нижнього поясу ферм, які було встановлено з кроком 3,5 - 4 м. Трикутна конструкція дерев'яних ферм є досить вдалою, оскільки вони мають розтягнуті металеві стійки на які передається навантаження від підвісної стелі. Схему ферм представлено на рис. 2.

Нерозрізні прогони з'єднано конструктивними врубками - косим прирубом по два через проліт. Застосування консольно-балочних систем дає можливість значно зменшити згинальні моменти та прогини у порівнянні з розрізними балками, що дозволяє економно вирішувати конструкції багатопролітних перекриттів, але при довжині брусу 6 м можуть бути перекриті прольоти не більше 4 м, чим і пояснюється розстановка ферм із вказаним кроком.

Рис. 2. Схема дерев'яної ферми покриття

В якості утеплювача застосовувався шлак, який за довгі роки експлуатації злежався та просяк пилюкою, і таким чином не виконував своїх функцій. На даний час шлак з горища знято і проводяться роботи по вкладанню ефективного утеплювача.

Технічний стан дерев'яних конструкцій. Слід відмітити, що за 60 років експлуатації дерев'яних конструкцій в цілому вони знаходяться в задовільному стані. Занепокоєння викликають лише місця де протікала покрівля, призводячи до замокання крокв у відповідних місцях і як наслідок їхнього загнивання, в єндовах покрівлі, де взимку накопичується сніг, що підтає, і по стикам листів заліза протікає вода, призводячи до замокання крокв у відповідних місцях. В 2007 році розпочаті роботи по заміні враженої гниллю деревини та заміні покрівлі з оцинкованого заліза, які планується закінчити в 2008 році.

Внаслідок недостатнього провітрювання горища з внутрішньої сторони покрівлі утворюється конденсат, що призводить до замокання та загнивання настилу. Тому рекомендовано збільшити провітрювання горища в літню пору року, та покращити утеплення та пароізоляцію перекриття над третім поверхом з метою недопущення утворення конденсату взимку.

Дерев'яні ферми, до яких підвішено настил і стелю, знаходяться в задовільному стані, але потребують очищення і відновлення гідроізоляції опорних вузлів та підтягування різьбових з'єднань. Фото ферм представлено на рис. 3.

Основними дефектами стальної покрівлі є розкриття фальців, наявність одинарних фальців в жолобах.

Основними дефектами дерев'яних конструкцій є порушення з'єднань крокв, погана гідроізоляція між цегляними стінами та дерев'яними конструкціями, значний прогин настилу та лат, гниття мауерлату, крокв, настилу.

Однією з основних причин руйнування конструкції покрівлі є незадовільний температурно-вологісний режим горищного приміщення. При цьому при конденсації повітря на поверхні огороджень та їх надмірного зволоження створюється обледеніння водовивідних шляхів (настінних жолобів, водостічних труб, воронок і т. ін..) та самої покрівлі. Несвоєчасне очищення від снігу, сміття, пошкодження покрівлі, несправність водовивідних шляхів (настінні жолоби, водостічні труби, воронки і т. ін.) ситуації не покращують.

Рис. 3. Фото дерев'яних ферм.

Висновок

Таким чином можна зробити висновок, що дерев'яні конструкції горища після тривалого періоду експлуатації не вичерпали свій ресурс, знаходяться в задовільному стані, потребуючи ремонту лише в місцях, де було порушено умови їх експлуатації. Основним засобом забезпечення довговічності дерев'яних конструкцій є дотримання вимог норм [6] в частині конструктивних вимог по забезпеченню надійності дерев'яних конструкцій, а саме оберігання деревини конструкцій від безпосереднього зволоження атмосферними опадами, капілярного та конденсатного зволоження, систематичного просушування деревини конструкцій шляхом створення осушувального температурно-вологісного режиму.

дерев'яний конструкція зволоження

Література

1. Конструкции из дерева и пластмасс. Учебник для вузов. Под ред. Г.Г.Карлсена. Изд. 4-е, перераб. и доп. Авт. Г.Г.Карлсен, В.В.Большаков, М.Е.Каган и др. М., Стройиздат, 1975. - 688 с.

2. Клименко В.З. Конструкції з дерева і пластмас: Підручник. - К. Вища шк., 2000. - 304 с. іл.

3. Стоянов В.В. Конструкции из дерева и пластмас. Конспект лекций. Ч. 1. - ОГАСА, 2005. 157 с.

4. Фурсов В.В., Кошмай Н.Д., Ковлев Н.Н., Стародубов С.Н. Исследование клееной древесины после длительной ее эксплуатации. Современные конструкции из стали и древесины. Одесса, 2005, т.1. С. 247-252.

5. Мальганов А.И., Плевков В.С., Полищук А.И. Восстановление и усиление строительных конструкций аварийных и реконструируемых зданий: Атлас схем и чертежей (Том. Отрасл. ЦНТИ.) - Томск, 1990. - 316 с.

6. СНиП ІІ-25-80. Деревянные конструкции. Нормы проектирования / Госстрой СССР.-М.: Стройиздат, 1983. - 31 с.

Размещено на Allbest.ru