ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения научно-исследовательской работы.

С целью выявления основных причин физического износа конструкций деревянных зданий было проведено детальное обследование свайных фундаментов и стен 18 деревянных жилых домов, которые эксплуатировались в течение 63ё74 лет в одинаковых инженерно-геологических и климатических условиях. Все эти дома имели близкий срок эксплуатации, а на их конструкциях зафиксированы участки явного поражения дереворазрушающими грибами. Был установлен следующий уровень поражения древесины (%) обследованных конструкций:

-деревянные сваи - 70…85% поражения;

-окладной венец - 50…55% поражения;

-венцы выше окладных и до уровня низа окон 1-го этажа - 6…12% поражения;

-венцы до уровня верха окон 1-го этажа - 1…3% поражения;

-верхние венцы - до 2%.

Полученные данные свидетельствуют о том, что в наибольшей степени гниению подвержены деревянные сваи, непосредственно контактирующие с грунтом, и нижние венцы стен. Древесина верхних венцов, начиная с 3ё4 венца, поражена плесневыми, деревоокрашивающими и дереворазрушающими грибами, местами обросла мхом. Для свай и нижних двух-трех венцов наиболее характерно поражение дереворазрушающими грибами.

Для определения интенсивности поражения древесины свай, эксплуатируемых длительное время, оценивали процентное содержание пораженной гниением древесины в поперечном сечении образцов на уровне поверхности грунта. Результаты экспериментальных исследований аппроксимировали степенным полиномомтаким образом, чтобы величина достоверности аппроксимации стремилась к единице:

Г = - 0,0134Т ² + 2,32Т - 27,94,

где Г - содержание пораженной гниением древесины в поперечном сечении сваи, %,

Т - продолжительность эксплуатации сваи, годы.

Достоверность аппроксимации полученного полинома 0,78.

Полученные результаты расчетов в виде аппроксимирующей кривой представлены графически на рис. 1.

Согласно полученным данным, главной причиной физического износа деревянных зданий является разрушение в результате гниения голов свай и окладных венцов, в результате чего происходит снижение их прочности, последующее смятие и, как следствие, неравномерные осадки сруба (искривление горизонтальных линий). Неравномерные осадки значительно ускоряют физический износ: перекос окон и дверей в здании, разрушение отдельных конструктивных элементов и отделочных покрытий.

Основной причиной быстрого развития дереворазрушающей флоры свай и окладных венцов является режим повышенной влажности в подпольях зданий, благоприятный для грибов. Для деревянных домов в Архангельске наиболее характерно конструктивное решение обшивки цоколя с обустройством небольших продухов, которые теоретически должны открываться в летний период. Конструкция обшивки цоколя представлена на рис. 2.

Влияние на проветривание и просыхание подполья таких факторов, как обшивка цоколя и глубина залегания подземных вод от поверхности грунта под зданиями оценивали на трех группах деревянных зданий. К 1-й группе были отнесены обследованные здания со сплошной обшивкой цоколя, площадь продухов которых составляла 0,3 % от площади обшивки. Ко 2-й группе отнесены здания с низким окладным венцом (расстояние от поверхности грунта до окладного венца - 0,4…0,6 м), у которых 40 % обшивки отсутствовало. В 3-ю группу вошли дома с высоким окладным венцом (расстояние от поверхности грунта до окладного венца 1,0…1,2 м), у которых отсутствовало около 30 % обшивки. Экспериментальные данные обрабатывали с помощью компьютерной системыms excelс аппроксимацией в виде степенного полинома.В результате математического анализа получены следующие уравнения:

1)Зависимость влажности древесины заболони свай у поверхности грунта от расстояния от поверхности до грунтовых вод:

-для первой группы зданий:

w_СВ= -29,641l ³ + 52,234l ² - 66,864l+ 173,19,

-для второй группы зданий:

w_СВ= 312,3l⁴- 923,41l ³ +804,43l²- 308,26l+ 181,52,

-для третьей группы зданий (в виде экспоненциальной функции):

w_СВ= 171,73е ^-1,3478l,

2)Зависимость влажности грунта у поверхности от расстояния от поверхности до грунтовых вод:

-для зданий, цоколь которых полностью обшит:

w_ГР= -0,8395l ²- 43,368l+ 171,17,

-для зданий, обшивка цоколя которых частично отсутствует:

w_ГР= 106,53l²- 191,33l+ 190,24,

гдеw_ГР-влажность грунта у поверхности под зданиями, %,

w_СВ- влажность заболони сваи у поверхности грунта, %

l -расстояние между поверхностью грунта и уровнем подземных вод, м

Полученные результаты графически представлены на рис.3 и 4.

На основании результатов анализа закономерностей, полученных при аппроксимации экспериментальных данных степенным полиномом, можно сделать следующие выводы:

1.Основной причиной физического износа зданий является гниение деревянных свай и участков опирания окладных венцов на сваи, в результате чего происходит смятие голов свай и последующие деформации всего сруба.

2.Существующие нормативы оценки износа по удельной стоимости элементов без учета уровня их конструктивной ответственности, являются некорректными, поскольку несмотря на сравнительно малый удельный вес стоимости фундамента (составляет около 2ё4 % от общей стоимости деревянного здания) от него полностью зависит целостность и устойчивость всего здания.

3.Процесс гниения фундаментов можно замедлить проветриванием подполий. В домах, находящихся в личной собственности граждан, где хозяин регулярно открывает продухи в обшивке цоколя, традиционную конструкцию цоколя можно оставить без изменения, увеличив при этом площади продухов так, чтобы их площадь составляла не менее 1/20 от площади всей обшивки цоколя. В домах, находящихся в муниципальной и ведомственной собственности зачастую продухи не открываются, а иногда даже зашиты наглухо. В таких зданиях наиболее целесообразно полностью отказаться от обшивки цоколя и выполнять утепление цокольного перекрытия с помощью современных легких и эффективных теплоизолирующих материалов, не впитывающих атмосферную влагу.

Рис. 1. Зависимость содержания пораженной гниением древесины в поперечном сечении сваи (Г) от времени эксплуатации сваи в грунте (Т)

Рис.2. Конструкция деревянного цоколя. 1 - отмостка; 2 - обшивка; 3 - опилки; 4 - отлив; 5 - стена; 6 - свая; 7 - продух; 8 - забирка; 9 - балка перекрытия; 10 - накат; 11 - засыпка; 12 - чистый пол; 13 - лага

Рис. 3. Зависимости влажности древесины заболони сваиw _СВу поверхности грунта от расстояния между поверхностью грунта и уровнем подземных водl, атакже от наличия обшивки цоколя деревянного здания. Цифрами обозначены: 1 - здания с обшитым цоколем; 2 - здания с частичным вскрытием обшивки и низким окладным венцом; 3 - то же, с высоким окладным венцом

Рис.4. Зависимости влажности грунта w _ГР у поверхности от расстояния между поверхностью грунта и уровнем подземных вод l, а также от наличия обшивки цоколя деревянного здания. Цифрами обозначены: 1 - здания с обшитым цоколем; 2 - здания с частично отсутствующей обшивкой цоколя.