Деревянные конструкции могут надежно служить в течение весьма длительного времени. Надежность конструкций зависит от точности их проектирования и изготовления, качества применяемых материалов, соблюдения правил эксплуатации. Современные способы защиты древесины повышают срок эксплуатации конструкций. Для обеспечения долговечности конструкций необходимо:
опорные части несущих конструкций должны быть защищены от увлажнения, для чего деревянные стойки и колонны, нижние узлы арочных и рамных конструкций следует опирать на фундаменты, выше отметки пола на 15...20 см;
верхний пояс несущих конструкций должен хорошо проветриваться, для чего кровлю следует устраивать по прогонам; панели стен желательно относить от стоек (колонн); сорт и категории древесины должны соответствовать назначению элементов конструкций;
в процессе изготовления и монтажа деревянных конструкций необходим технический надзор, а в эксплуатации — контроль за нагрузками на конструкцию.
Технический надзор за состоянием деревянных конструкций включает в себя ежегодные (лучше весной) осмотры их состояния, при которых следует обращать внимание на появление таких дефектов, как трещины в древесине и клеевых швах, искривление напряженных элементов конструкции, значительные деформации. При осмотре фанерных конструкций необходимо проверять состояние рубашек и клеевых швов фанеры. В период технологической перестройки производства, реконструкции помещений, текущих ремонтов и. т. п. следует оберегать конструкции от механических повреждений. В процессе эксплуатации нельзя допускать скопления снега на крышах, подвеску подъемных механизмов (тельферов и т. п.), провоз негабаритных грузов под несущими конструкциями.
В результате профилактических осмотров устанавливаются мелкие и крупные (аварийное состояние) дефекты конструкций. Первые устраняются в процессе текущего ремонта. Во втором случае должны быть приняты экстренные меры для предотвращения обрушения конструкции. Восстановительные меры могут быть временного или постоянразными способами (усиление поясов накладками, тяжами, подклейка дополнительных элементов, установка подпорок и T: п.). При установке элементов усиления требуется минимальное число операций. Варианты временного и постоянного усиления конструкций зависят также от технологических процессов производства в здании.
Так, усиление балочных конструкций различного рода подпорками и стойками неприемлемо, если их установка преграждает пути внутризаводского транспорта или загромождает проходы между станками.
Установка подпорок, выбор материала для них зависят от отметки нижнего пояса и вида конструкции. Стойки-подпорки могут быть выполнены из бревен, брусьев или фанерных труб большого диаметра, имеющих заглушки. Такого вида стойки могут с успехом применяться при отметке конструкции до 5 м. При больших отмет-ках целесообразно применять временные опоры башенного типа. Если такие опоры подводятся под нижний пояс конструкции, то их устанавливают в месте нахождения ребра жесткости или узла решетки с обязательным раскреплением конструкции из плоскости путем постановки временных поперечных связей. Подпирание клееных металлодеревянных ферм по нижнему поясу категорически запрещается даже в месте нахождения стоек решетки. При усилении ферм опоры обычно подводят под верхние узлы, для чего делают спаренные стойки: Для включения в общую работу всей усиливаемой конструкции стойки необходимо подклинивать. Такой прием рекомендуется не только для передачи нагрузки на временную опору, но и для устранения прогибов всей конструкции или ее отдельных элементов.
При значительных прогибах конструкций, например ферм, их вывешивают винтовыми или гидравлическими домкратами, которые могут опираться на стоечные леса, подвижные подмости или на мостовой кран. Усилия от домкратов к верхнему поясу ферм передаются через вспомогательные стойки. Все временные крепления уси ливаемых конструкций рассчитывают на возможные динамические воздействия. Если при обследовании установлено, что на каком-либо участке механические свойства древесины в результате неправильной эксплуатации конструкции значительно ухудшились, то ослабленные элементы необходимо заменить на новые.
Для усиления цельнодеревянных и клееных балок рекомендуется их превращать в шпренгельные системы путем введения дополнительных стоек и металлических элементов . Усиление проводится так, чтобы дополнительные элементы включились полностью в работу всей конструкции. Для этого конструкции вывешивают домкратом и после установки необходимых элементов вновь нагружают.
Решетчатые фермы, верхний пояс которых находится в аварийном состоянии, усиливают путем устройства дополнительных поясов с перекрестной стенкой . Это превращает сквозную решетчатую конструкцию в условно сплошную трехшарнирную арку. Фермы могут быть также усилены подпружинной цепью (шпренгелем) с дополнительными стойками.
Для усиления балок деревянных перекрытий, вышедших из строя вследствие загнивания концов, используют металлические или деревянные протезы. Балку вывешивают, поврежденный конец удаляют на необходимую длину, подводят протез и прикрепляют его к балке гвоздями или болтами. Аналогичным способом можно восстановить балку и в середине пролета.
Для ремонта растянутых деревянных элементов конструкций, например нижних поясов ферм, используют металлические тяжи и накладки. На дефектном участке приболчивают доски требуемой длины с установкой болтов не ближе 15...20 см от места дефекта, а затем ставят металлические тяжи с уголковыми шайбами, опирающимися в торцы досок . В ряде случаев можно ограничиться постановкой дополнительных накладок на болтах .
Дефекты в клеевых швах появляются в результате нарушения технологических требований, неправильного подбора клеев, отсутст- вия контроля влажности склеиваемых материалов, а также в ус ловиях перегрузки конструкций. Поскольку требуемое качество клеевых соединений можно обеспечить только в заводских условиях, ремонт таких конструкций е применением клеев на месте не рекомендуется. В случае местного отслоения досок в массивных элементах либо отслоения поясных досок от стенки в фанерных конструкциях рекомендуется приме-нение металлических хомутов, которыми охватывают расслоенный участок. Хомуты натягивают с помощью болтов. При значительном по длине разрушении клеевого шва можно применять подтяжку поясных досок с помощью Гвоздей при условии соблюдения правил их расстановки. Восстановление сильно поврежденных фанерных и дощатых конструкций осуществляется путем набивки (на гвоздях) дополнительных поясных досок или фанеры, а также путем устройства перекрестной стенки.
В настоящее время для восстановления загнивших элементов конструкций используется метод модифицирования древесины синтетическими полимерами. Загнившие балки, стойки, арки пропитывают в поврежденных местах растворами полимера способом инжектирования. Например, пропитка деревянных деталей фенолсспирта-ми до 60...70 %-ного поглощения с последующим их отверждением значительно повышает прочность и твердость ослабленных участков древесины и одновременно снижает их водопоглощение до 8...20%. Восстановление влажных участков деревянных элементов основано на замещении влаги деэмульгатором с последующей пропиткой древесины полимером. Сначала древесину обрабатывают раствором смеси карбоновых кислот в скипидаре (деэмульгатор). Такая обработка производится после предварительного вакуумирования до 107...80 КПа при температуре 50...80 "С в течение 2...4 ч. Далее древесину пропитывают при разрежении 66...80 КПа в течение 2..Л ч водным раствором феноло- или мочевиноформальдегидной смолы при температуре 50...60°С. Для ускоренного отверждения полимера обработанную древесину нагревают до 1ОО..30"С в течение 2..ч.
При норме поглощения деэмульгатора 8 % (для сосны) и сравнительно небольшой продолжительности обработки этот метод весьма эффективен. Прочность на сжатие и растяжение обработанной древесины повышается в 1,8 раза, а на статический изгиб — в 1,6 раза, Гигроскопичность за 60 сут при относительной влажности воздуха 90 % снижается с 15,4... 16,4 до 0,5...0,7 %.
Рекомендуется способ восстановления загнивших и механически поврежденных частей деревянных конструкций с помощью стеклопластиковых штырей и заливочных компаундов (жидких композиций на основе эпоксидных полимеров). В конструкции просверливают наклонные отверстия, удаляют разрушенную часть древесины, вставляют в отверстия стеклопластиковые стержни и заливают свободные промежутки компаундом. Полимер проникает в поры древесины и свободные промежутки, обеспечивая прочное сцепление стержней с древесиной, и заполняет дефектные участки конструкций . При температуре 10С заливочный состав приобретает 90 % нормируемой прочности через 48 ч, а максимальную — через 2 мес. Так как в процессе заливки и отверждения состав саморазогревается, его можно применять и в зимнее время.