Здания становятся все выше, строятся в особых условиях, но даже применение монолитных железобетонных конструкций не гарантирует им прочность и долговечность. Различные внешние и внутренние воздействия, ведут к возникновению структурных напряжений, которые деформируют их каркасы и могут привести к разрушениям. Решение — устройство деформационных швов.
Что такое деформационный шов?
Это предусмотренное проектом фрагментирование конструкции здания в вертикальной (горизонтальной) плоскости, компенсирующее напряжения в несущем каркасе, последствия которых — изменения геометрических размеров и взаимного положения железобетона. Такие швы задают постройкам проектную величину упругой подвижности. Они подразделяются в зависимости от компенсируемого ими напряжения на температурные, усадочные, конструкционные, осадочные и сейсмические.
Наибольшие расстояния между деформационными швами в железобетонных конструкциях
Постройки, в каркас которых включены предварительно напряженные изделия 1-й (2-й) групп в отношении стойкости к образованию трещин, разделяются деформационными швами, расстояние между которыми рассчитывается в отношении значений трещиностойкости. Дистанция между разрезами в пределах одного отапливаемого здания не должна превышать:
- для сборных конструкций — 150 м;
- для сборно-монолитных и монолитных конструкций — 90 м.
Если постройка не обогревается, приведенные значения снижаются на 20%.
Деформационные швы разделяют протяженные по фасаду и поперечнику сооружения на отдельные блоки. Когда проектные числовые параметры габаритов меньше соответствующих показателей из таблицы 1 (при значениях температуры воздуха от – 40 град. и выше), их не рассчитывают. Последнее допустимо, если в конструкцию включены предварительно напряженные и не напряженные изделия, трещиностойкость которых отнесена к 3-й группе. Максимально допустимые расстояния между деформационными разъединителями в железобетонных конструкциях, которые можно не рассчитывать, показаны в таблице 1.
При возведении зданий в один этаж из каркасного армированного бетона расстояние от одного до другого шва разрешается увеличивать на 20% относительно данных таблицы 1. Также табличные данные применимы при создании в каркасных сооружениях вертикальных связей в середине отдельного блока. Размещение подобных связей по краям такого блока приближает работу его каркаса (при воздействии типовых деформаций) к аналогичному цельному сооружению.
Как выполняются?
Усадочный и термический (осадочный и сейсмический) швы в сооружении могут совмещаться в один — температурно-усадочный (осадочно-сейсмический) разрез. Первый перерезает постройку по длине и ширине от кровли до верха фундамента, а второй делит ее на полностью независимые блоки. Допустимую деформацию в железобетоне обеспечивает вертикальный разрез перекрытий, стен шириной 20 – 30 мм. Данное свободное пространство заполняется упругим гидрофобным материалом. Монтирование парных колонн и балок в смежных частях соседних корпусов формирует правильное размыкание.
Осадочный шов обустраивается в постройках, имеющих блоки разной высоты, и тех, что установлены в разнородные грунты, даже если блоки объединены вкладным пролетом. В отмостке температурное расширение армированного камня компенсируется ее фрагментированием с шагом до 2-х метров путем размещения деревянных брусков, пропитанных битумом, в опалубке. Пристенное примыкание опалубки делается герметичным и подвижным. Бетонные полы подвержены усадочным деформациям, когда площадь помещения превышает 30 м2.
Расширение бетона при твердении вызывает появление трещин. Прорезание поверхности стяжки на глубину от 1/4 до 1/2 высоты обеспечивает возможность разрывам материала пройти по созданным разрезам или под ними в глубине. Отдельные площадки стяжки при этом могут иметь длину одной стороны до 6-ти метров и соотношение сторон не более 1:1,5. Стыки различных материалов, уложенных в пол, как и конструкционные стыки залитого в разное время бетона, обеспечиваются демпферами, которые принимают на себя усадочные и тепловые горизонтальные расширения материалов.
Изоляционные швы отделяют бетонную стяжку на всю ее высоту от стен вдоль периметра помещения. Разрез заполняется упругими материалами или остается пустым. Аналогично прорезанием шов обеспечивается изоляция колонн, лестничных маршей от стяжки на полу. Монолитные плиты перекрытий разъединяются швами от несущего каркаса сооружения. Расчеты помогают определить ширину типового элемента перекрытия.
Фрагментами такого размера заливаются межэтажные перекрытия. Пустоты заполняются эластичными гидроизоляционными составами, материалами и заделываются. Ленточные фундаменты также разделяются на всю высоту деформационными швами на независимые элементы. Они должны обеспечить надежную гидроизоляцию и компенсацию нагрузок и напряжений. Количество сечений фундамента и их частота определяются проектом. Шаг разрезания фундамента зависит от типа грунта.
К примеру, на пучинистых — 15 м, на слабопучинистых — 30 м. Герметики, которые укладываются в швы, должны длительное время сохранять эластичность и герметичность. Вертикальными конструкциями внутренних и наружных стен формируются горизонтальные сечения, которыми они разделяются на отсеки.
Для несущих фасадных стен высота отсека — до 20 м, для внутренних — до 30 м. В подобные размыкания каркаса закладывается шпунт, завернутый дважды в толь, который забивается паклей и герметизируется глиной. В зависимости от типа швов их ширина лежит в пределах от 3-х мм до 100 см.
Заключение
Железобетонные конструкции при эксплуатации подвергаются деформационным воздействиям, имеющим разную природу. Вместе с тем правильная их компенсация обустройством деформационных разрезов обеспечивает сооружениям упругую подвижность, прочность и долговечность.
