Назначение осадочных и температурных швов. Деформационный шов: предотвращаем искажение конструкции. Деформационные швы в стене

Необходимость устройства таких швов определяется внешними условиями и геометрическими параметрами конструкции.

При любой выбранной системе перевязки возведение стены начинают с кладки углов. Важно устроить перевязку швов в углах не только таким образом, чтобы соблюдался выбранный рисунок перевязки в наружных верстах обеих пересекающихся стен, но и так, чтобы перевяжа была выполнена с максимальным перекрытием швов.

По своему назначению деформационные швы бывают температурными и осадочными. Расположение деформационных швов обязательно указывают в проекте.

Осадочные швы

Осадочные швы устраивают для предотвращения неравномерной осадки конструкции по длине. Эти швы делят здание или сооружение на отсеки по всей высоте конструкций: от подошвы фундамента до карниза. Фундамент, разделенный на отсеки осадочным швом, называют разрезным. Устройство осадочного шва в кладке фундамента и стены выглядит по-разному.

Шов должен быть перпендикулярным стене или фундаменту. В месте шва кирпичи не перевязывают друг с другом, вместо этого устраивают гидроизоляционного материала в два-три слоя. Шов в фундаменте выполняют прямым, в стене - со шпунтом (выступом с одной стороны шва и впадиной с другой стороны). Толщина шпунта составляет обычно половину кирпича, реже - четверть кирпича. Над обрезом фундамента под шпунтом делают зазор высотой в 1-2 кирпича (ряда) кладки для предотвращения давления от шпунта на кладку фундамента в случае неравномерной осадки. Все стыки между кладкой фундамента и кладкой стены при этом должны быть герметичными для защиты стены от проникновения влаги из фундамента.

Если фундамент выполнен из другого материала, принципы устройства осадочного шва не меняются.

Толщина осадочного шва в кирпичной кладке должна составлять 10-20 мм, поэтому устройство швов не влияет на изменение длины здания (он просто заменяет собой часть вертикальных швов кладки).
С наружной стороны стен осадочные швы заделывают просмоленной паклей, силиконовым герметиком или специальным уплотнителем. Причем первый вариант (с просмоленной паклей) малоэффективен, поэтому при возможности следует выбирать другой вариант.

Необходимость в устройстве осадочных швов возникает в нескольких случаях.

1. Примыкание новой стены к старой. В этом случае шов может быть устроен без шпунта, поскольку вырезать паз в старой стене - трудоемкое занятие.
2. Примыкание одной части здания к другой: например, когда веранда или крыльцо примыкает к основной части здания, и фундамент под пристройку может быть устроен с меньшим расходом материалов (меньшего сечения). При этом осадка крыльца и основной части здания будет разной, и при отсутствии осадочного шва могут возникнуть трещины и другие деформации кладки.
3. Строительство на грунтах с неравномерной осадкой. О таком свойстве грунтового основания можно судить по имеющимся на участке постройкам, поверхности земли без обработки (по ней можно увидеть ярко выраженную осадку грунта) или геологическим изысканиям. Если нет возможности определить состояние грунта по последнему варианту прибегают к двум первым. Важно помнить, что трещины в постройках могут быть вызваны не только неравномерной осадкой грунтового основания, но и ошибками, допущенными в проектировании (неправильным расчетом фундамента, отсутствием осадочных швов в стене большой длины и т. д.). Однако если здания поблизости имеют трещины, лучше при возведении новой конструкции в любом случае предусмотреть в ней осадочные швы.

Температурные швы

Температурные (температурно-усадочные) швы защищают здание или сооружение от деформаций (трещин, разрывов кладки, перекосов, сдвигов кладки по швам), связанных с изменением температуры воздуха и самих конструкций. При пониженных температурах каменная кладка имеет свойство сжиматься, а в жару - расширяться. Так, на каждые 10 м длины кирпичная конструкция при изменении температуры с 20 °С до -20 °С сокращается в размерах на 5 мм. Кроме того, перепад температур может возникать в различных частях здания.

Температурные швы делят здание на отсеки по всей высоте стен, не включая фундамент. То есть, в отличие от осадочных швов, температурными швами фундамент не разделяют. Устройство температурного шва в кирпичной стене аналогично устройству осадочного: в виде шпунта с прослойкой изоляционного материала и заделкой герметиком с наружной стороны стены. Герметик для заделки температурного шва должен быть рассчитан на все температуры, возможные при эксплуатации здания или сооружения.

Толщина температурного шва в кирпичной кладке должна составлять 10-20 мм. Если кладку ведут при температуре воздуха 10 °С и выше, толщина шва может быть уменьшена.

Необходимость в устройстве температурных шов возникает при большой длине кирпичных стен и при значительных перепадах температуры воздуха между зимним и летним периодами года. Строительные нормы и правила устанавливают максимально допустимые расстояния между температурными швами в кирпичных стенах. В наиболее сложных климатических условиях максимальное расстояние между температурными швами в отапливаемых строениях в кладке из керамического кирпича составляет 50 м, в кладке из силикатного кирпича - 35 м. Поскольку стены индивидуальных строений редко достигают такой длины, температурные швы в них практически не устраивают. Для неотапливаемых закрытых построек максимальная длина стены без температурных швов может составлять: в кладке из керамического кирпича - 35 м, в кладке из силикатного кирпича - 24,5 м. Для не отапливаемых открытых строений (например, кирпичных заборов) эти нормативные величины соответственно равны 30 м и 21 м.

При необходимости устройства в здании как осадочных, так и температурно-усадочных швов их совмещают и устраивают деформационный шов (или несколько шов) универсального назначения, с разрезкой конструкций по всей высоте.

Здания, имеющие значительную протяженность, могут подвергаться деформациям. Причиной этого служат колебания температуры воздуха, неравномерность осадок грунта оснований, сейсмические явления и другие причины. В результате деформаций в стенах появляются трещины, снижающие прочность зданий. Для предупреждения этого предусматривается устройство деформационных швов, представляющих собой зазоры, разрезающие здания по вертикалям на отдельные участки. В зависимости от назначения швы различают на температурные, усадочные, осадочные и антисейсмичные.

Температурные швы. Изменение наружных температур воздуха в разные периоды года приводит к увеличению длины стен от нагревания - летом и сокращении ее при охлаждении - зимой. Несмотря на незначительность изменений, при большей длине здания в стенах его могут образоваться трещины. Температурные швы, разрезающие здания на отсеки от уровня земли до карниза, не затрагивают фундамента, находящегося ниже уровня земли и не испытывающего значительных температурных колебаний. Расстояния между температурными швами принимают согласно нормам проектирования СНиПа, в зависимости от климатических условий и материала стен, причем эти интервалы между швами в значительной мере зависят от диапазона колебаний наружной температуры.

Рис. 1. Деформационные швы в стенах: а и б - из кирпича; в - из кирпичных блоков; г - из железобетонных панелей; 1 - просмоленная пакля; 2 - компенсатор из оцинкованной кровельной стали; 3 - антисептированные деревянные пробки; 4 - проволочная сетка; б - штукатурка

Усадочные швы устраивают в стенах, сооружаемых из разных видов бетона, которые при твердении имеют различную степень уменьшения в объеме. Процесс общей усадки материала приводит к появлению трещин. Для предохранения от них устраивают усадочные швы, ширина которых в процессе твердения монолитных стен увеличивается. После окончания усадки стен швы наглухо заделывают.

Осадочные швы. В здания с разной этажностью грунты основания, располагаемые непосредственно под отрезком здания с повышенным количеством этажей, будут воспринимать большие на-„узки. Деформация грунта в этой части будет наибольшей, что приведет к неравномерной деформации грунта под всем зданием и может вызвать трещины в стенах. Другой причиной неравномерной осадки грунта является различие в его структуре. Появление осадочных трещин в этом случае возможно в протяженных зданиях и при одинаковой этажности.

Осадочные швы, в отличие от температурных, разрезают конструкции стен здания по всей их высоте, включая фундаменты. Их делают на границах участков, имеющих разное геологическое строение грунтов, разную нагрузку на грунт (причем при разнице их более 10 м устройство швов считается обязательным) и разную очередность застройки, а также в местах примыкания новых стен к старым, когда возможна неравномерная осадка отдельных участков здания.

Расстояния между швами в зданиях, выполненных с применением различных материалов, приводятся в нормативных данных.

Осадочные швы могут одновременно выполнять функции температурных швов, так как в плане они имеют одинаковый вид. В стенах их выполняют в виде шпунта, размеры и конструкции которого указывают в проекте. Примеры конструктивных решений деформационных швов показаны на рис. 1. Для лучшего разъединения участков кладки в шов помещается толь или просмоленная пакля, а для лучшей защиты от продувания - компенсатор из оцинкованной кровельной стали. Швы кладки должны обязательно совпадать со швами перекрытий и других конструкций, располагаемых в этой вертикали. В каркасных зданиях деформационные швы должны разрезать на отдельные участки каркас и конструкции, опирающиеся на него (перекрытия, покрытия и пр.).

Устройство швов в этих случаях может осуществляться сочетанием парных колонн, причем, если деформационный шов будет осадочным или осадочным и температурным, его делают и в фундаменте.

Рис. 77. Переход от осадочного шва фундамента к осадочному шву стены: а - план по АБ (шов стены); б - план по ВГ (шов фундамента); в - разрез по ДЕ; 1 - фундамент; 2 - стена; 3 - шов стены; 4 - шов фундамента; 5 - шпунт; 6 - прозор для осадки

Толщину швов между стенами принимают от 10 до 20 мм. Меньшая толщина возможна при температуре наружного воздуха +10° и выше. При несовпадении очертаний осадочных швов фундаментов и стен под шпунтами -стен оставляют горизонтальные прозоры на осадку (рис. 2).

Проникновение поверхностных и грунтовых вод в подвал через осадочные швы предотвращают устройством глиняного замка, от-мостки и другими приемами в соответствии с проектом. Антисейсмические швы разделяют смежные отсеки по всей высоте зданий, что обеспечивает самостоятельность и устойчивость их объемов. Температурные и осадочные швы выполняют и как антисейсмические.

Ширина антисейсмического шва назначается в соответствии с высотой зданий. Для зданий до 5 м она принимается не менее 3 см, на каждые последующие 5 м высоты размер увеличивается на 2 см, что обеспечивает свободное взаимное смещение стен, разделенных швом.

В зданиях с несущими стенами антисейсмические швы образуют постановкой парных стен, а с несущими колоннами - постановкой парных рам. Антисейсмический шов может быть устроен также сочетанием стены и рам. Высота здания в пределах отсека делается одинаковой.

Перемена температур, влажность, климат в целом, сейсмика и динамические нагрузки - это факторы, которые нередко приводят к деформации конструкции. Чтобы изменения объема строительных материалов (расширение или сжатие ввиду разницы температур) или проседание элементов (из-за ошибок в или недостаточной надежности почв) не повлекли за собой разрушение всей конструкции, желательно применять деформационный шов.

В зависимости от того, предотвращение какого типа деформации необходимо, швы различают температурные, усадочные, антисейсмические и осадочные.

Применяется для того, чтобы предотвратить горизонтальные изменения. При расчете промышленного здания с каркасной конструктивной схемой швы располагают не реже, чем через каждые 60 м для отапливаемых и 40 м для неотапливаемых зданий. Как правило, температурные швы затрагивают только надземные конструкции, в то время как фундамент менее подвержен воздействию температурных разниц.

Осадочный деформационный шов необходим для того, чтобы не допустить появления трещин в конструктивных элементах в результате того, что нагрузка распределена неравномерно или грунты относятся к слабым и некоторые элементы проседают. В отличие от температурного шва осадочный разделяет и фундамент.

Антисейсмические деформационные швы в зданиях, расположенных в зоне с повышенной сейсмической активностью, практически необходимы. За их счет здание разделяется на блоки, по сути не зависящие друг от друга, и поэтому в случае землетрясения разрушение или деформация одного блока не скажется на других.

Если ваша конструкция состоит из монолитных железобетонных стен, усадочный деформационный шов необходим. Дело в том, что бетон имеет свойство усаживаться и уменьшаться в размерах - то есть стена, залитая непосредственно на месте строительства, а не собранная из железобетонных панелей, непременно уменьшится в объеме, образовав зазор. Для удобства дальнейших работ усадочный шов делается перед заливкой очередной стены, а после того как бетон просохнет, швы и зазоры заделывают.

Уплотнение и изоляция швов

Данному аспекту очень важно уделить особое внимание: швы должны быть хорошо защищены от воздействия внешних факторов. Для этого используются различные виды изоляции и заполнителя. Полиуретановые или эпоксидные герметики - неплохой вариант: они обладают высокой твердостью и не очень эластичны; другой вариант -

использование пенополиэтиленового шнура с последующей заделкой герметиком. Еще один вариант - это заполнение деформационного шва А деформационный шов в стене, заполненный минватой, необходимо заделать эластичной массой, стойкой к воздействию погодных условий и защищающей заполнитель от попадания влаги и сырости. Кроме заполнителей, шов можно защитить при помощи профиля или планки подходящего размера.

Размеры швов

Ширина деформационных швов варьируется от 0,3 см до 100, в зависимости от типа шва, а также условий эксплуатации здания. Температурные швы достигают 4 см (узкие), а усадочные бывают средними (4-10 см) и широкими (10-100 см).

Деформационные швы

Деформационный шов – это шов шириной не менее 20 мм, разделяющий здание на отдельные отсеки. Благодаря такому рассечению каждый отсек здания получает возможность независимых деформаций.

В зависимости от назначения деформационные швы разделяются на три основных типа:

– температурно-усадочные швы устраивают во избежание образования трещин и перекосов в наружных стенах зданий из-за перепадов температур воздуха снаружи и внутри здания. Швы данного типа рассекают конструкции только наземной части здания – стены, перекрытия, покрытие и обеспечивают независимость их горизонтальных перемещений относительно друг друга. Фундаменты и другие подземные части здания при этом не рассекаются, т. к. перепады температур для них меньше и деформации не достигают опасных величин.

Расстояния между температурно-усадочными швами назначаются в зависимости от климатических условий места строительства и материала наружных стен здания. Например, в жилых зданиях это расстояние составляет 40 ¸ 100 м при кирпичных стенах и 75 ¸ 150 м при стенах из бетонных панелей (чем ниже температура наружного воздуха в месте строительства здания, тем меньшее расстояние назначается между деформационными швами). Отсек здания, расположенный между двумя температурно-усадочными швами или между торцом здания и швом называется температурным отсеком или температурным блоком ;

– осадочные швы предусматривают в тех случаях, когда ожидается неодинаковая и неравномерная осадка смежных частей здания. Такая осадка может происходить при перепадах высот отдельных частей здания более 10 м, при различных нагрузках на основание, а также при разнородных грунтах под фундаментами.

Рис. 3.67. Схемы устройства деформационных швов в зданиях:

а – температурно-усадочный;

б – осадочный:

1 – надземная часть здания;

2 – подземная часть (фундамент);

3 – деформационный шов

Осадочные швы расчленяют по вертикали все конструкции здания, включая его подземную часть. Это позволяет обеспечить самостоятельную осадку отдельных объемов здания. Осадочные швы обеспечивают не только вертикальные, но и горизонтальные перемещения расчлененных частей, поэтому их можно совмещать с температурно-усадочными швами. Данный тип деформационных швов называется температурно-осадочными;

– антисейсмические швы предусматривают в зданиях, располагаемых в сейсмоопасных районах. Антисейсмический шов так же, как и осадочный шов, расчленяет здание по всей высоте (надземную и подземную части) на отдельные отсеки, представляющие собой самостоятельные устойчивые объемы, что обеспечивает их независимую осадку.

На рис. 3.67 показаны схемы устройства деформационных швов в зданиях.

Деформационные швы в зданиях устраивают для уменьшения нагрузок на элементы конструкций в местах прогнозируемых деформаций, возникающих при колебаниях температуры, сейсмических воздействий, неравномерной осадки грунта и способных вызвать опасные нагрузки.

В зависимости от назначения деформационные швы можно разделить на температурные, осадочные, сейсмические и усадочные.

В жаркую пагоду, при нагревании, здание расширяется и удлиняется, зимой же при охлаждении оно сокращается, эти температурные деформации приводят к появлению трещин.

Температурные швы делят надземную конструкцию строения по вертикали на отдельные части, что обеспечивает независимое горизонтальное перемещение отдельных частей здания. В фундаментах и других подземных элементах здания температурные швы не устраивают, так как они находясь в грунте, не подвержены значительным изменениям температуры воздуха.

Устройство температурных швов в наружных стенах зданий:

А, Б - с сухим и нормальным режимами эксплуатации; В, Г - с влажным и мокрым режимами;

1 - утеплитель; 2 - штукатурка; 3 - расшивка; 4 - компенсатор; 5 - антисептированные деревянные рейки 60х60 мм; 6 - утеплитель; 7 - вертикальные швы, заполненные цементным раствором.

Расстояние между температурными швами определяют в зависимости от материала стен и температурных показателей района строительства.

Температурные швы наружных стен должны быть водо- и воздухонепроницаемыми и непромерзаемыми, для чего они должны иметь утеплитель и надежную герметизацию в виде упругих и долговечных уплотнителей из легкосжимаемых и несминаемых материалов (для зданий с сухим и нормальным режимами эксплуатации), металлических или пластмассовых компенсаторов из коррозиеустойчивых материалов (для зданий с влажным и мокрым режимами).

Осадочный деформационный шов

Осадочные швы учитывают в тех случаях, когда предполагается разное и неравномерное оседание смежных элементов строения. Отдельные смежные части здания могут быть разными по этажности и протяженности. В этом случае более высокая часть здания, которая будет тяжелее, будет давить на грунт с большей силой, чем низкая часть. Такая неравномерная деформация грунта может привести к появлению трещин в стенах и в фундаменте здания.

Осадочные швы расчленяют по вертикали все конструкции здания, включая его подземную часть - фундамент.

Схемы устройства деформационных швов в зданиях:

А - осадочный; Б - температурно-осадочный:

1 - деформационный шов; 2 - подземная часть (фундамент) здания; 3 - надземная часть здания;

Если в одном здании необходимо использовать деформационные швы разных видов, их по возможности совмещают в виде так называемых температурно-осадочных швов.

Антисейсмический деформационный шов

Антисейсмические швы устраивают в зданиях, строящихся в сейсмоопасных районах, подверженных землетрясениям. Они делят всё здание на отсеки, которые в конструкции представляют собой самостоятельные устойчивые объёмы. По линиям антисейсмических швов устраиваются двойные стены или сдвоенные ряды опорных колонн, которые являются основой несущей конструкции каждого отдельно взятого отсека и обеспечивают их независимую осадку.

Схема расположения сейсмических поясов в зданиях с каменными стенами и конструкция антисейсмических поясов наружной стены:

А - фасад; Б - разрез по стене; В - план наружной стены; Г,Д - внутренняя часть; Е - деталь плана антисейсмического пояса наружной стены;

1 - антисейсмический пояс; 2 - железобетонный сердечник в простенке; 3 - стена; 4 - панели перекрытия; 5 - арматурный каркас в швах между панелями перекрытий;

Усадочный деформационный шов

Усадочные деформационные швы делают в монолитно-бетонных каркасах, так как бетон при твердении уменьшается в объёме из-за испарения воды. Усадочные швы препятствуют возникновению трещин, которые нарушают несущую способность монолитно-бетонного каркаса. После того как твердение закончится, оставшийся усадочный деформационный шов полностью заделывают.

В кирпичных стенах деформационные швы устраивают в четверть или в шпунт. В мелкоблоковых стенах примыкание смежных участков осуществляется впритык и дополнительно защищается от продувания стальными компенсаторами.

Деформационные швы в кирпичных стенах:

А - в кирпичной стене, примыкание в шпунт; Б - в кирпичной стене, примыкание в четверть; В - с компенсатором из кровельной стали в мелкоблочной стене;

1, 2 - прокладка; 3 - стальной компенсатор; 4 - блоки;