ТехЛиб

Библиотека научно-технического портала Технарь

Деформационные швы зданий

Наружные стены, а вместе сними и остальные конструкции здания при необходимости и в зависимости от специфики решения здания, природно-климатических и инженерно-геологических условий строительства — рассекаются деформационными швами различных типов:

  • температурными,
  • осадочными,
  • сейсмическими.

Переход от осадочного шва фундамента к осадочному шву стены: а – разрез; б – план стены; в – план фундамента; 1 – фундамент; 2 – стена; 3 – шов стены; 4 – шпунт; 5 – зазор для осадки; 6 – шов фундамента

Деформационный шов используется для уменьшения нагрузок на различные элементы конструкций в местах возможных деформаций, которые возникают при сейсмических явлениях, при колебании температуры, неравномерной осадки грунта, а также других воздействий, которые способны вызвать собственные нагрузки, снижающие несущую способность конструкции.

Это представляет собой разрез в конструкции здания, который разделяет сооружение на отдельные блоки, чем придает сооружению некоторую степень упругости. Для герметизации заполняется упругим изоляционным материалом.

Деформационные швы применяются в зависимости от назначения. Это температурные, антисейсмические, осадочные и усадочные. Температурные швы разделяют здание на отсеки, от уровня земли до кровли включительно. При этом не затрагивается фундамент, который находится ниже уровня земли, где испытывает в меньшей степени температурные колебания, а значит, не подвергается существенным деформациям.

Некоторые части здания могут иметь различную этажность. Тогда грунты основания, которые расположены под различными частями здания, воспринимают различные нагрузки. Это может привести к появлению трещин в стенах здания, а также в других конструкциях.

Также на неравномерную осадку грунтов основания сооружения могут влиять различия в составе и структуре основания в пределах площади застройки здания. Это может стать причиной появления осадочных трещин даже в здании одинаковой этажности, при значительной протяженности.

Чтобы избежать опасных деформаций, делаются осадочные швы. Они отличаются тем, что при разрезании здания по всей высоте, также включается фундамент. Иногда, если есть необходимость, используются швы разных видов. Могут совмещаться в температуро-осадочные швы.

В зданиях, строящихся в зоне, подверженной землетрясениям, применяются антисейсмические швы. Их особенность в том, что они делят здание на отсеки, которые в конструктивном отношении являются самостоятельными устойчивыми объемами.

В стенах, которые возводятся из монолитного бетона различных видов, делаются усадочные швы. При твердении бетона монолитные стены уменьшаются в объеме. Сами швы препятствуют возникновению трещин, которые снижают несущую способность стен.

Деформационный шов — предназначен для уменьшения нагрузок на элементы конструкций в местах возможных деформаций, возникающих при колебании температуры воздуха, сейсмических явлений, неравномерной осадки грунта и других воздействий, способных вызвать опасные собственные нагрузки, которые снижают несущую способность конструкций. Представляет собой своего рода разрез в конструкции здания, разделяющий сооружение на отдельные блоки и, тем самым, придающий сооружению некоторую степень упругости. С целью герметизации заполняется упругим изоляционным материалом.

В зависимости от назначения применяют следующие деформационные швы: температурные, осадочные, антисейсмические и усадочные.

Температурные швы делят здание на отсеки от уровня земли до кровли включительно, не затрагивая фундамента, который, находясь ниже уровня земли, испытывает температурные колебания в меньшей степени и, следовательно, не подвергается существенным деформациям. Расстояние между температурными швами принимают в зависимости от материала стен и расчетной зимней температуры района строительства.

Отдельные части здания могут быть разной этажности. В этом случае грунты основания, расположенные непосредственно под различными частями здания, будут воспринимать разные нагрузки. Неравномерная деформация грунта может привести к появлению трещин в стенах и других конструкциях здания. Другой причиной неравномерной осадки грунтов основания сооружения могут быть различия в составе и структуре основания в пределах площади застройки здания. Тогда в зданиях значительной протяженности даже при одинаковой этажности могут появиться осадочные трещины. Во избежание появления опасных деформаций в зданиях устраивают осадочные швы. Эти швы, в отличие от температурных, разрезают здания по всей их высоте, включая фундаменты.

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

Антисейсмические швы применяются в зданиях, строящихся в районах, подверженных землетрясениям. Они разрезают здание на отсеки, которые в конструктивном отношении должны представлять собой самостоятельные устойчивые объёмы. По линиям антисейсмических швов располагают двойные стены или двойные ряды несущих стоек, входящих в систему несущего остова соответствующего отсека.

Усадочные швы делают в стенах, возводимых из монолитного бетона различных видов. Монолитные стены при твердении бетона уменьшаются в объёме. Усадочные швы препятствуют возникновению трещин, снижающих несущую способность стен. В процессе твердения монолитных стен ширина усадочных швов увеличивается; по окончании усадки стен швы наглухо заделывают.

Для организации и гидроизоляции деформационных швов используют различные материалы:
— герметики
— замазки
— гидрошпонки

Деформационный шов – вертикальный зазор, заполненный эластичным материалом, расчленяющий стены здания. Его назначение – предотвратить появление трещин от перепада температур и неравномерной осадки здания.

Деформационные швы в зданиях и их наружных стенах:
А — схемы швов: а — темпера-турно — усадочного, б — осадочного I типа, в — то же, II типа, г — антисейсмического; Б — детали устройства темлературно — усадочных швов в кирпичных и панельных зданиях: а — с продольными несущими стенами (в зоне поперечной диафрагмы жесткости); б — с поперечными стенами при парных стенах; i — наружная стена; 2 — внутренняя стена; 3 — утепляющий вкладыш; 4 — конопатка: 5 — раствор; 6 — нащельник; 7 — плита перекрытия; 8 — панель наружной стены; 9 — то же. внутренней

Температурно-усадочные швы устраивают во избежание образования в стенах трещин и перекосов, вызываемых концентрацией усилий от воздействия переменных температур воздуха и усадки материалов (каменной кладки, бетонов). Такие швы рассекают только наземную часть здания.

Во избежание появления трещин, вызванных усадочными деформациями, в стенах из монолитного бетона и из бетонных камней, а также из невыдержанного силикатного кирпича (в возрасте до трех месяцев) рекомендуется по периметру здания на уровне подоконников и надоконных перемычек прокладывать конструктивную арматуру общим сечением в 2—4 см2 на каждый этаж.

Швы в стенах, связанных с металлическими или железобетонными конструкциями, должны совпадать со швами в конструкциях.


Предельные допускаемые расстояния (в м) между температурными швами в стенах отапливаемых зданий

Расчетная зимняя наружная температура (в градусах) Кладка из обожженного кирпича, керамики и из крупных блоков всех видов на растворах марки Кладка из силикатного кирпича и обыкновенных бетонных камней на растворах марки Кладка из природных камней на растворах марки
100-50 25-10 4 100-50 25-10 4 100-50 25-10 4
ниже — 30 50 75 100 25 35 50 32 44 62
от 21 до — 30 60 90 120 30 45 60 38 56 75
от 11 до — 20 80 120 150 40 60 80 50 75 100
от 10 и выше 100 150 200 50 75 100 62 94 125

Расстояния, указанные в таблице, подлежат уменьшению: для стен закрытых неотапливаемых зданий — на 30%, для открытых каменных сооружений — на 50%

С изменением температуры железобетонные конструкции деформируются: укорачиваются или удлиняются, а вследствие усадки бетона укорачиваются. При неравномерной осадке основания в вертикальном направлении части конструкций взаимно смещаются.

Железобетонные конструкции, как правило, представляют собой статически неопределимые системы, в которых при изменении температуры, развитии усадочных деформаций и неравномерной осадке фундаментов возникают дополнительные усилия, которые могут вызвать образование трещин. Для уменьшения такого рода усилий в зданиях большой протяженности необходимы температурно-усадочные и осадочные швы.

В покрытиях и перекрытиях зданий расстояние между швами зависит от гибкости колонн и податливости соединений; в монолитных конструкциях это расстояние должно быть меньше, чем в сборных. При устройстве катучих опор можно вообще избежать температурных напряжений.

Кроме того, расстояние между температурными швами зависит от разности температур; поэтому в отапливаемых зданиях эти расстояния независимо от всех других факторов меньше.

Температурно-усадочные швы прорезают конструкции от кровли до фундаментов, а осадочные швы полностью отделяют одну часть сооружения от другой. Температурно-усадочный шов может быть образован устройством парных колонн на общем фундаменте. Осадочные швы предусматривают в местах резкого перепада высоты зданий, примыкания вновь возводимых зданий к старым при возведении зданий или сооружений на различных по составу грунтах и в других случаях, когда возможна неравномерная осадка фундаментов.

Осадочные швы также образуют устройством парных колонн, но установленных на отдельных фундаментах.

Деформационные швы: а — здание разделено температурным швом; б — здание разделено осадочным швом

Деформационные швы: 1 — температурный шов; 2 — осадочный шов; 3 — вкладной пролет осадочного шва

 

Расстояния между температурно-усадочными швами в бетонных и железобетонных конструкциях невысоких сооружений допускается принимать конструктивно, без расчета.

Устройство осадочных (деформационных) швов по периметру ограждающих конструкций здания: 1 – входная группа; 2 – декоративная отмостка; 3 декоративная дорожка из напольных камней; 4 – газон; 5 – полузакрытый дренаж; 6 – отмостка из монолитного бетона; 7 – деформационные швы с деревянными закладками (доски-коротыши); 8 – стена дома; 9 – полузакрытый (открытый) дренаж в виде лотка; 10 – осадочный (деформационный) шов между основанием дома и основанием входной группы; 11 — окна

Общий вид конструкции осадочного (деформационного) шва по разрезу 1-1: 1 – галька (щебень, песок); полузакрытый дренаж (разрезанная асбоцементная труба) упорные плоские камни; 4 – предварительно утрамбованный грунт основания; 5 – песчаная подушка высотой от 8 до 15 см; 6 – слой гальки или щебня 5-10 см; 7 – доска-коротыш; 8 – труба закрытого обводного дренажа; 9 – постелистый камень-лежак; 10 – цокольная часть здания; 11 – фундамент; 12- утрамбованное основание; 13 возможный уровень поднятия подземных вод; 14 – отмостка из монолитного бетонаКонец формы

 

Осадочными швами разделяют здание по длине на части, чтобы предупредить разрушение конструкций в случае возможной неравномерной осадки отдельных частей. Осадочные швы проходят от карниза здания до подошвы фундамента, расположение швов указывают в проекте. Швы в стенах выполняют в виде шпунта толщиной, как правило, 1/2 кирпича, с двумя слоями толя; а в фундаментах — без шпунта. Над верхним обрезом фундамента под шпунтом стены оставляют зазор на 1-2 кирпича, чтобы при осадке шпунт не упирался в кладку фундамента. Иначе в этом месте кладка может разрушиться. Осадочные швы в фундаментах и стенах законопачивают просмоленной паклей.

Чтобы поверхностные грунтовые воды не проникли в подвал через осадочный шов, с его наружной стороны устраивают глиняный замок или применяют другие меры, предусмотренные проектом. Температурные швы предохраняют здания от трещин при температурных деформациях.

Осадочные швы устраиваются в местах сопряжений участков здании:

  • расположенных на разнородных грунтах;
  • пристраиваемых к существующим зданиям;
  • при разнице в высоте, превышающей 10 м;
  • во всех случаях, когда можно ожидать неравномерной осадки фундамента.

Осадочные и температурные швы в кирпичных стенах следует выполнять в виде шпунта с размером паза для стен толщиной в 1,5 и 2 кирпича — 13 х 14 см, а для более толстых стен 13 х 27 см. В бутовой кладке подвальных стен и фундаментов швы могут быть устроены сквозным.

При устройстве деформационных швов покрытия кровельный ковер лучше всего разорвать. В качестве пароизоляционной мембраны в конструкции деформационного шва может использоваться рулонная резина.

Деформационный шов

Схема установки деформационно-осадочного шва между секциями подпорной стенки

В случаях, если деформационный шов устраивается в местах водораздела, и движение потока воды вдоль шва невозможно, или уклоны на кровле более 15%, то при устройстве допустимо использовать упрощенную конструкцию деформационного шва. Деформации здания компенсирует верхний минераловатный утеплитель.

В кровлях с основанием из профлиста необходимо закреплять основные слои кровельного материала на краях деформационного шва.

Температурно-деформационный шов со стенками из легкого бетона или штучных материалов может устанавливаться в кровлях с бетонным основанием или из ж/б плит.

Упрощенная конструкция деформационного шва

Деформационный шов в кровлях с основанием из профлиста

Стенка температурно-деформационного шва устанавливается на несущие конструкции. Край стенки ТДШ должен быть выше поверхности кровельного ковра на300 мм. Шов между стенками должен быть не меньше 30 мм.

Металлический компенсатор, устанавливаемый в температурно-деформационный шов, не может служить пароизоляцией. Необходима укладка дополнительных слоев пароизоляционного материала на компенсатор.

Температурный шов устраивают в стенах большой протяженности во избежание появления трещин от изменения температуры. Такой шов рассекает конструкции только наземной части, до фундаментов, т.к. фундаменты находясь в земле, не испытывают температурных воздействий Расстояние между этими швами колеблется от 20 до 200 м и зависит от материала стен и района строительства. Наименьшая ширина шва составляет 20 мм.

   
 Устройство температурно-деформационного шва в перегородках здания:1 — кладка из мелких ячеистобетонных блоков; 2, 3 — ячеистобетонные плиты перекрытия; 4 — шов с теплоизоляционной плитой (недопустимо наличие в шве обломков стенового материала и клея); 5 — шов в фундаменте; 6 — армированный пояс по периметру здания; 7 — железобетонная плита основания; 8 — армированный пояс по периметру здания с наружной теплоизоляцией; 9 — кровля с теплоизоляцией по правилам кровельных работ  Вертикальный деформационный шов: 1 — облицовочные плиты наружные; 2 — гидроветрозащитный слой; 3 — штукатурная система; 19 — профиль для вертикального деформационного шва; 23 — стойки деревянного каркаса; 30 — изоляционный материал

Осадочный шов разрезает здание на всю высоту – от конька до подошвы фундамента. Такой шов располагают в зависимости от некоторых факторов:

  • при перепаде высот здания не меньше 10м;
  • если грунты, которые используются в качестве основания, имеют разную несущую способность;
  • при строительстве здания с разным сроком возведения.

Наименьшая ширина шва составляет 20 мм

Сейсмический шов устраивают в зданиях, которые строятся в сейсмических районах.

Схема размещения и конструкции деформационных швов: а – фасад здания; б – температурный или осадочный шов с пазом и гребнем; в – температурный или осадочный шов в четверть; г – температурный шов с компенсатором; 1 – температурный шов; 2 – осадочный шов; 3 – стена; 4 – фундамент; 5 – утеплитель; 6 – компенсатор; 7 – рулонная изоляция.

 

Конструкции деформационных швов должны обеспечивать возможность перемещений концов пролетных строений без перенапряжения и повреждения элементов шва, одежды ездового, полотна и пролетных строений; должны быть водо- и грязенепроницаемыми (исключать попадание воды и грязи на торцы балок и опорные площадки); работоспособными в заданных диапазонах температур; иметь надежную анкеровку в пролетом строении; предотвращать проникание влаги на плиту проезжей части и под окаймление (иметь надежную гидроизоляцию).

Материал конструкций деформационных швов должен противостоять износу, улару и истиранию, воздействию льда, снега, песка; должен быть относительно невосприимчивым к воздействию солнечных лучей, нефтепродуктов, солей.

В общем случае деформационные швы следует располагать:

  • между фундаментом и стеновой кладкой с использованием битумных рулонных материалов;
  • между теплой и холодной стенами;
  • при изменении толщины стены;
  • в неармированных стенах длиной более 6 м (продольное армирование стен дает возможность увеличивать расстояние между деформационными швами);
  • при пересечении длинных несущих стен;
  • в местах соединения с колоннами или конструкциями из других материалов;
  • в местах резкого изменения высоты стены.

Уплотнение деформационных швов

Деформационные швы уплотняются минеральной ватой или пенополиэтиленом. Со стороны помещения швы герметизируются эластичными паронепроницаемыми материалами, с внешней стороны – атмосферостойкими герметиками или нащельниками. Облицовочный материал не должен перекрывать деформационный шов.

Примеры исполнения деформационного шва

Размеры температурных блоков принимают в зависимости от типа и конструкции зданий. Наибольшие расстояния (м) между температурными швами в каркасных зданиях, которые могут быть допущены без проверочного расчета.


Кроме температурных деформаций здание может давать неравномерную осадку в случае расположения его на неоднородных грунтах или в случае резко отличающейся эксплуатационной нагрузки по длине здания. В этом случае для избежания осадочных деформаций устраивают осадочные швы. При этом фундаменты делают независимыми, а в надземной части здания осадочный шов совмещают с температурным или со швом примыкания (примыкание зданий различной этажности, старого здания к новому). Деформационные швы устраивают в стенах и покрытиях, с тем чтобы обеспечить возможность взаимного смещения смежных частей здания как в горизонтальном, так и в вертикальном направлениях без нарушения термического сопротивления шва и его водоизоляционных свойств.

При устройстве продольных температурных швов или перепаде высот параллельных пролетов на парных колоннах следует предусматривать парные модульные координационные осы со вставкой между ними. В зависимости от размера привязки колонн в каждом из смежных пролетов размеры вставок между парными координационными осями по линиям температурных швов в зданиях с пролетами одинаковой высоты и с покрытиями по стропильным балкам (фермам) принимают равными 500, 750, 1000 мм.

Привязка колонн и стен одноэтажных зданий к координатным осям: а – привязка колонн к средним осям; б, в – то же, колонн и стен к крайним продольным осям; г, д, е – то же, к поперечным осям в торцах зданий и местах поперечных температурных швов; ж, з, и — привязка колонн в продольных температурных швах зданий с пролетами одинаковой высоты; к, л, м – то же, при перепаде высот параллельных пролетов, н, о – то же, при взаимно перпендикулярном примыкании пролетов; п, р, с, т – привязка несущих стен к продольным координатным осям; 1 – колонны повышенных пролетов; 2 – колонны пониженных пролетов, которые примыкают торцами к повышенному поперечному пролету

Размер вставки между продольными координационными осями по линии перепада высот параллельных пролетов в зданиях с покрытиями по стропильным балкам (фермам) должен быть кратным 50 мм:

  • привязки к координационным осям граней колонн, обращенных в сторону перепада;
  • толщины стены из панелей и зазора 30 м между ее внутренней плоскостью и гранью колонн повышенного пролета;
  • зазора не менее 50 мм между внешней плоскостью стены и гранью колон пониженного пролета.

При этом размер вставки должен быть не менее 300 мм. Размеры вставок в местах примыкания взаимно перпендикулярных пролетов (пониженных продольных к повышенному поперечному) составляют от 300 до 900 мм. Если есть продольный шов между пролетами, которые примыкают к перпендикулярного пролету, этот шов продлевают в перпендикулярный пролет, где он будет поперечным швом. При этом вставка между координационными осями в продольном и поперечном швах равна 500, 750 и 1000 мм, а каждую из парных колонн по линии поперечного шва нужно смещать с ближайшей оси на 500 мм. Если на наружные стены опираются конструкции покрытия, то внутреннюю плоскость стены смещают внутрь от координационной оси на 150 (130) мм.

Колонны к средним продольным и поперечным координационным осям многоэтажных зданий привязывают так, чтобы геометрические оси сечения колонн совпадали с координационными осями, за исключением колонн по линиям температурных швов. В случае привязки колонн и наружных стен из панелей к крайним продольным координационным осям зданий внешнюю грань колонн (в зависимости от конструкции каркаса) смещают наружу с координационной оси на 200 мм или совмещают с этой осью, а между внутренней плоскостью стены и гранями колонн предусматривают зазор 30 мм. По линии поперечных температурных швов зданий с перекрытиями из сборных ребристых или гладких многопустотных плит предусматривают парные координационные оси с вставкой между ними размером 1000 мм, а геометрические оси парных колонн совмещают с координационными осями.

В случае пристройки многоэтажных зданий к одноэтажным не допускается взаимно смешивать координационные оси, перпендикулярные к линии пристройки и общие для обеих частей сблокированного здания. Размеры вставки между параллельными крайними координационными осями по линии пристройки зданий назначают с учетом использования типовых стеновых панелей — удлиненных рядовых или доборных.

Привязка колонн и стен многоэтажных зданий к координатным осям: а – привязка колонн к крайним осям; б, в – привязка колонн и стен к крайним продольным осям; г, д – то же, в торцах зданий; е, ж – привязка колонн по линиям поперечных температурных швов

При наличии в местах деформационных швов двойных стен применяются двойные модульные разбивочные оси, расстояние между которыми принимается равным сумме расстояний от каждой оси до соответствующей грани стены с добавлением размера шва.

Примеры привязки колонн и стен к модульным разбивочным осям в местах деформационных швов: а, в, г — деформационный шов со вставкой; б — деформационный шов без вставки

Читать по теме: