Температурно-усадочні і осадові шви

шаблони YouJoomla

Всякий конструктивний елемент будівлі в процесі своєї роботи в конструкції несе певну силову навантаження. Причому вона не завжди пов`язана з сейсмічними коливаннями або вагою будівлі як такого. Сама проблема будівельної фізики вже тривалий час є нерівномірне розширення різних матеріалів при нагріванні і їх же звуження при охолодженні.

Наприклад:

Коефіцієнти температурного розширення металу і дерева відрізняються в кілька разів. Цим обґрунтовується механічне пошкодження дерев`яних балок, що знаходяться в холодному подкровельном просторі, які закріплені за допомогою звичайних шпильок і арматури без терморазрива. Для вирішення такого і деяких інших завдань в загально практиці застосовується пристрій деформаційних швів.

Нижче наведемо повний список проблем, коли цей елемент «працює» і допомагає зберегти конструктивну цілісність всієї будівлі:

• сейсмічна активність земної кори;
• осідання грунту, підйом грунтових вод;
• силові деформації;
• різка зміна температури навколишнього повітря.

Залежно від характеру розв`язуваної задачі все деформаційні шви поділяються на температурні, усадочні, сейсмічні й осадові.

Температурний деформаційний шов

Конструктивно деформаційний шов являє собою розріз, який розділяє всю будівлю на секції. Розмір секцій і напрямок розподілу - вертикальне чи горизонтальне - визначається проектним рішенням і силовим розрахунком статичних і динамічних навантажень.

Для герметизації розрізів і зниження рівня тепловтрат через деформаційні шви вони заповнюються пружним утеплювачем, найчастіше це спеціальні прогумовані матеріали. Завдяки такому розподілу конструктивна пружність всієї будівлі зростає і температурне розширення окремих його елементів не робить руйнівного впливу на інші матеріали.

Як правило, температурний деформаційний шов проходить від покрівлі до самого фундаменту будинку, розділяючи його на секції. Сам фундамент ділити не має сенсу, оскільки він знаходиться нижче глибини промерзання грунту і не відчуває на собі такого негативного впливу, як решта будівлю. На крок деформаційних температурних швів впливатимуть тип застосованих будівельних матеріалів і географічні положення об`єкта, що визначає середню зимову температуру.

У статично невизначених системах залізобетонних будівель і споруд крім зусиль від зовнішніх навантажень виникають додаткові зусилля в результаті змін температури і усадки бетону. З метою обмеження величини цих зусиль влаштовують температурно-усадочні шви, відстані між якими визначають розрахунком.

Розрахунок допускається не робити для конструкцій 3-й категорії тріщиностійкості при розрахункових низьких температурах зовнішнього повітря вище мінус 40 ° С, якщо відстані між деформаційними швами не перевищують потрібних величин, наведених у таблиці СНиП. У будь-якому випадку відстані між швами зобов`язані бути не більше:

150 м для опалювальних будівель зі збірних конструкцій;

90 м - для опалювальних будівель із збірно-монолітних і монолітних конструкцій.

Для неопалюваних будівель і споруд зазначені значення необхідно зменшувати як мінімум на 20%. Для запобігання походження додаткових зусиль при нерівномірних опадах підстави (різновисокі секції, складні грунтові умови тощо) передбачається влаштування осадочних швів.

Слід звернути увагу на те, що осадові шви прорізають спорудження дощенту, а температурно-усадочні шви - тільки до верху фундаментів. Осадові шви в той же час виконують роль і температурно-усадочних швів.

Схеми деформаційних швів

Ширина температурно-усадочного шва зазвичай 2 ... 3 см, вона уточнюється розрахунком в залежності від довжини температурного блоку і температурного перепаду.

Основні моменти в проблемі температурного розрахунку

Думка експерта.

Невизначеність з жесткостнимі характеристиками підстави в горизонтальному напрямку - наприклад, з огляду на швидкість програми температурної навантаження, може мати місце неабияка реологія. Тертя про грунт буде різним на різних ділянках фундаменту в залежності від тиску на грунт на цих ділянках. Локальні пошкодження гідроізоляції - чи можуть бути і чи варто їх враховувати? А локальні зони пластики в грунтах? Ну і плюс, згадана мною зворотна засипка. Варіювання характеристик жорсткості підстави в горизонтальному напрямку може неодноразово змінювати зусилля від температурних навантажень. З палями все ще важче.

Нелінійність залізобетону, його досить "тривалі" жорсткісні характеристики - яке буде зміна діаграми деформування залізобетону при швидкості навантаження, відмінною для температурних навантажень? Я вже мовчу про всі інші тонкощі моделювання нелінійних властивостей залізобетону - як мінімум потрібно солідами моделювати, щоб врахувати зниження в тому числі зсувної жорсткості всіх елементів, особливо масивних, які є концентраторами.

Невизначеність з самими температурними навантаженнями. У залізобетоні і без цих навантажень будуть розкриті численні тріщини, а вже з урахуванням температури - тим більше. І знижуватися буде не тільки жорсткість каркаса, але і самі навантаження, тому що зменшується сама площа елементів (в зв`язку з утворенням тріщин), що знаменитими мені методиками ніяк не враховується.

Таким чином, вважаю, що повноцінний температурний розрахунок ЖБ каркасів в даний час - це ворожіння, і єдине, чого потрібно вірити - це досвід проектування, відбитий зокрема в рекомендованих відстанях між температурними блоками.

Осадовий деформаційний шов

Другою важливою областю застосування деформаційних швів є компенсація нерівномірного тиску на грунт при будівництві будинків змінної поверховості. У цьому випадку більш висока частина будівлі (і відповідно, більш важка) буде тиснути на грунт з більшою силою, ніж низька частина. В результаті можуть утворюватися тріщини в стінах та фундаменті будівлі. Схожою проблемою може стати і осідання грунту в межах площі під фундаментом будівлі.

Для запобігання розтріскування стін в цих випадках використовуються осадові деформаційні шви, які, на відміну від попереднього типу, ділять не тільки сама будівля, а й його фундамент. Нерідко в одному і тому ж будинку виникає необхідність застосування швів різних типів. Суміщені деформаційні шви називаються температурно-осадовими.

Антисейсмічні деформаційні шви

Як випливає з їх назви, такі шви застосовуються в будівлях, що знаходяться в сейсмонебезпечних зонах Землі. Суть цих швів в розподілі всієї будівлі на «куби» - відсіки, що представляють самі по собі стійкі ємності. Такий «куб» повинен бути обмежений деформаційними швами з усіх боків, по всіх гранях. Тільки в цьому випадку антисейсмічний шов буде працювати.

Уздовж антисейсмічних швів влаштовуються подвійні стіни або здвоєні ряди опорних колон, які є основою несучої конструкції кожного окремо взятого відсіку.

Усадковий деформаційний шов

Усадкові деформаційні шви застосовуються в монолітно-бетонних каркасах, оскільки бетон при затвердінні має властивість трохи зменшуватися в обсязі через випаровування води. Усадковий шов не допускає виникнення тріщин, які порушують несучу здатність монолітного каркаса.

Сенс такого шва в тому, щоб він розширювався все більше, паралельно твердненню монолітного каркаса. Після того як твердіння закінчиться, що утворився деформаційний шов повністю зачеканивают. Для додання герметичній стійкості усадочним і будь-яким іншим деформаційних швів застосовують спеціальні герметики і гідрошпонкі.