AWARIA I REKONSTRUKCJA DŹWIGARÓW Z DREWNA KLEJONEGO W PRZEKRYCIU PŁYWALNI.pdf

Dr inŜ. Janusz BROL, Janusz.Brol@polsl.pl

Prof. dr inŜ. Andrzej AJDUKIEWICZ, Andrzej.Ajdukiewicz@polsl.pl

Politechnika Śląska w Gliwicach

AWARIA I REKONSTRUKCJA D Ź WIGARÓW Z DREWNA

KLEJONEGO W PRZEKRYCIU PŁYWALNI

DEMAGES AND RECONSTUCTION OF GLUED WOODEN

GIRDERS IN THE ROOF OVER SWIMING POOL

Streszczenie. W pracy przedstawiono zakres uszkodzeń i metody naprawy klejonych dźwigarów drewnianych.

Dźwigary o znacznej rozpiętości (ponad 31 m) zostały zastosowane jako główna konstrukcja dachu nad

basenami pływackimi w centrum rekreacyjno – sportowym. Brak odpowiednich działań konserwacyjnych,

zwłaszcza w części dźwigarów połoŜonych na zewnątrz, spowodował konieczność powaŜnych napraw

inwazyjnymi metodami.

Abstract. The paper presents the range of damages and repair methods of the glued wooden girders. These

girders of long span (over 31 m) have been used as a main structure in the new recreation and sport centre. Lack

of proper protection actions, particularly in the parts of girders located outside caused the necessity of serious

invasive repair methods.

1. Wst ę p

W roku 1995 powstał projekt a następnie realizacja obiektu uŜyteczności publicznej o

charakterze sportowo – rekreacyjno – rehabilitacyjnym. Obiekt ten został oddany do uŜytku

dopiero 1 lipca 2002 roku. Główną część obiektu stanowi hala basenowa o powierzchni 1656

m 2 na terenie której są zlokalizowane: dwa baseny pływackie o wymiarach 25 m x 16 m,

basenik do nauki pływania, basenik do nauki pływania dla dzieci, basen rekreacyjny, basenik

wirowy, lądowisko zjeŜdŜalni, przewiązka do wieŜy zjeŜdŜalni. Maksymalna przepustowość

zespołu basenowego wynosi 270 osób na godzinę.

2. Opis konstrukcji przekrycia

Konstrukcję nośną przekrycia hali basenów stanowi 12 ram z drewna klejonego

warstwowo o schemacie statycznym ram trójprzegubowych (rys. 1), o łącznej rozpiętości w

osiach podpór wynoszącej 31,26 m i wysokości w kalenicy 13 m, liczonej od poziomu

posadowienia ramy D-1. Ramy te wykonane są z dwóch dźwigarów niesymetrycznych o

rozpiętościach: dźwigar D-1 20m i dźwigar D-2 11,26 m. W ramach skrajnych dźwigar D-2

zastąpiono dźwigarem skrajnym D-3 o rozpiętości takŜe 11,26m. Rozstaw dźwigarów

811

głównych wynosi 6,0 (w polach przydylatacyjnych 6,21 m). Schemat obiektu pokazano na

rys. 2, natomiast widok konstrukcji wewnątrz hali basenów na rys. 3.

Rys 1. Przekrój poprzeczny

Rys 2. Schemat obiektu

Rys 3. Widok konstrukcji wewnątrz hali basenów

812

Szerokość przekroju dźwigarów głównych jest stała i wynosi 0,19 m. Wysokość przekroju

dźwigara jest zmienna i waha się od 0,66 m w kalenicy do ponad 3 metrów w naroŜach ram.

Schemat ramy pokazano na rys. 2. Dźwigary główne posadowiono na cokołach Ŝelbetowych

stóp fundamentowych za pośrednictwem stalowych „butów”, wykonanych z blach grubości 6

mm, ze stali nierdzewnej i przyspawanych do stalowych marek o grubości 20 mm,

zakotwionych w cokołach Ŝelbetowych. Reakcje podporowe z dźwigarów głównych na

cokoły Ŝelbetowe przekazane są poprzez pionowy i poziomy docisk drewna do stali.

Drugorzędną konstrukcję przekrycia stanowią płatwie wykonane z drewna klejonego

warstwowo o przekroju 0,09 x 0,30 m w rozstawie 2,1 m, na których wspiera się ruszt

wykonany z drewna klejonego warstwowo i drewna litego o przekrojach odpowiednio 0,09 x

0,20 m i 0,04 x 0,20 m.

2. Stan konstrukcji d ź wigarów

Przeglądu przekrycia hali basenowej krytej pływalni dokonano w róŜnych warunkach

termiczno-wilgotnościowych w sierpniu 2005r. i w styczniu 2006r. Szczególną uwagę

poświęcono części dźwigarów głównych D-1 wystających na zewnątrz hali i stwierdzono co

następuje:

- We wszystkich dźwigarach D-1, w strefie podporowej, występują ogniska korozji

biologicznej. Najbardziej poraŜony jest dźwigar w osi 9. W dźwigarze tym korozja

jest juŜ daleko posunięta, nastąpiło butwienie drewna łącznie z rozwojem grzyba

domowego (rys. 4).

- Korozja drewna prawdopodobnie występowała juŜ od dłuŜszego czasu, o czym

świadczy próba zaszpachlowania ubytków w kilku dźwigarach (rys. 4)

- Dokonując szczegółowych oględzin i badań drewna oszacowano maksymalny zasięg

korozji biologicznej, występujący w dźwigarze w osi 9 wynosił on ok. 10 cm w części

powyŜej górnej krawędzi „buta”, mierzonej wzdłuŜ włókien drewna.

- Wilgotność drewna „zdrowego” wynosiła:

- w okresie letnim (sierpień) od 15 do 19 %,

- w okresie zimowym (początek stycznia) od 18 do 22 %.

- Wilgotność drewna poraŜonego przez grzyby była zdecydowanie wyŜsza i wynosiła

minimum 40 %.

- Zabezpieczenie przed moŜliwością przedostawania się wody do wnętrza „buta

stalowego” wykonano poprzez uszczelnienie od góry silikonem. Uszczelnienie to

lokalnie odspoiło się od drewna i nie spełniało swego zadania.

- Pęknięcia drewna wzdłuŜ włókien wykazują zmienną rozwartość. Pęknięcia

powiększają się w okresie letnim i zamykają w okresie zimowym. Maksymalna

szerokość wynosiła w okresie letnim ok. 4mm (rys. 5).

- Uszkodzone zostały powierzchniowo warstwy ochronne drewna i powierzchniowa

korozja drewna – najbardziej powierzchniowej korozji drewna uległy dźwigary w

osiach 11 – 17, (rys. 6).

- Zacieki wody wystąpiły w licznych miejscach na powierzchniach bocznych

dźwigarów.

- Dokonując odkrywek w górnej części cokołów Ŝelbetowych stwierdzono

występowanie korozji płytek stalowych oraz uszkodzenia betonu (rys. 7).

Wewnątrz hali na dźwigarach D-1 nie stwierdzono występowania uszkodzeń korozyjnych.

Zaobserwowano jedynie lokalne uszkodzenia powłoki ochronnej dźwigarów głównych oraz

ślady zacieków powstałe wskutek skraplania się pary wodnej (rys. 8). W dźwigarach D-2 i

D-3 nie stwierdzono Ŝadnych uszkodzeń korozyjnych. Powłoka ochronna takŜe nie

wykazywała Ŝadnych uszkodzeń.

813

Dodatkowo na podstawie śladów na posadzce i wywiadu wśród pracowników basenu

stwierdzono występowanie nieszczelności w przeszklonej połaci dachowej. W trakcie wizji

lokalnej zaobserwowano równieŜ występowania śladów przemarzania połaci dachu na styku

ocieplonej połaci dachu z częścią przeszkloną oraz w miejscach połączenia dachu ze ścianami

zewnętrznymi.

Rys 4. Uszkodzenie dźwigara D-1, w osi 9 od strony wschodniej

Rys 5. Pęknięcia podłuŜne dźwigara D-1, w osi 20

Rys 6. Przykłady korozji powierzchniowej dźwigarów w osiach 11-18

814

Rys 7. Uszkodzenia cokołów Ŝelbetowych

Rys 8. Lokalne uszkodzenia powłoki ochronnej dźwigarów wewnątrz hali

3. Analiza i ustalenie przyczyn powstawania uszkodze ń

Analizę przyczyn powstania uszkodzeń dźwigarów głównych wykonano na podstawie

obserwacji w czasie wizji lokalnych przeprowadzonych na miejscu w okresie letnim

i zimowym, zachowanej częściowej dokumentacji projektowej, oraz wywiadu na temat

historii obiektu. W otrzymanej dokumentacji nie znaleziono informacji o klasie drewna

wykorzystanego do produkcji dźwigarów, sposobu wykonania i zastosowanych środków do

impregnacji i powłok ochronnych. Brak równieŜ informacji kiedy była wykonana

impregnacja. Jedynie w „szkicowym” fragmencie opracowania fińskiego pojawia się

informacja „1 x AQUAGRUNT, 2 x AQUATOP 292” co moŜe świadczyć o

prawdopodobnym sposobie impregnacji i zabezpieczenia dźwigarów.

Na rozwój korozji biologicznej w strefach podporowych dźwigarów głównych D-1,

niewątpliwie bezpośredni wpływ miał sposób oparcia dźwigara. Osadzenie dźwigara

drewnianego na podporze w kształcie „buta stalowego” usytuowanego na wolnym powietrzu

okazało się rozwiązaniem wadliwym. Drewno uŜytkowane na wolnym powietrzu, czyli

poddane wszystkim czynnikom atmosferycznym, ma tendencje do zmian objętości, czyli

kurczenia i pęcznienia pod wpływem zmian wilgotności otoczenia. Dodatkowo w masywnych

przekrojach poddanych wpływom atmosferycznym naleŜy spodziewać się pojawienia

drobnych pęknięć wzdłuŜ słojów drewna. W omawianym rozwiązaniu pęknięcia drewna oraz

815

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: