Для предотвращения деформаций в конструкциях их разделяют на отсеки (по длине) вертикальными зазорами – деформационными швами. 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 перевязка 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 (рис. 34).

 


Температурно усадочный шов

Рисунок 34. Устройство осадочного шва в кирпичной кладке: а) фундамент (план); б) стена (план); в) продольный разрез по фундаменту и стене; 1 – кладка фундамента; 2 – кладка стены; 3 – осадочный шов; 4 – шпунт; 5 – зазор под шпунтом для осадки

 

Шов должен быть перпендикулярным стене или фундаменту. В месте шва кирпичи не перевязывают друг с другом, вместо этого устраивают прокладку из гидроизоляционного материала в два – три слоя (толь, рубероид, стеклоткань и т. д.). 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 оставляют 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 (например, железобетона), 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. С наружной стороны фундамента устраивают глиняный замок или другой вариант гидроизоляции.

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 °C до –20 °C 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 °C 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 (СНиП II-22-81 «Каменные и армокаменные конструкции») устанавливают максимально допустимые расстояния между температурными швами в кирпичных стенах. Эти расстояния зависят от средней температуры наружного воздуха наиболее холодной пятидневки года, вида кирпича и марки раствора. В наиболее сложных климатических условиях максимально допустимое 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 (от подошвы фундамента до верха карниза).

 

 

helpiks.org

См. также[править | править код]

  • Деформационные швы зданий
  • Деформационные швы мостов

ru.wikipedia.org

Какие бывают типы деформационных швов и для чего их делают

Пример расположения швов в конструкции здания
Пример расположения швов в конструкции здания

Различают два типа швов:

  1. температурно-деформационный;
  2. усадочный.

По конструкции они идентичные, но служат для разных целей. Немного подробнее об их предназначении.

Температурно-деформационный шов

Эти швы предназначаются для компенсации температурных деформаций. Из школьного курса физики все знают, что любые тела расширяются при нагревании и сжимаются при охлаждении.

Всем известный пример из жизни, когда невозможно разделить два стакана
Всем известный пример из жизни, когда невозможно разделить два стакана

Знакомый каждому пример из жизни — если два стакана помыть в горячей воде и оставить один в одном, потом когда они остынут их невозможно извлечь друг из друга. Все дело в том, что нагретые они были немного больше в размерах, когда температура снизилась, внутренний диаметр верхнего уменьшился и он плотно зажал второй стакан.

Такие же процессы протекают и в кирпичной кладке стены. Но на первый взгляд кажется, что небольшое незаметное глазу увеличение в размерах неопасно для массивной кирпичной стены.

На самом деле все не так, цена расширения при изменении температур может быть как трещиной, так и разрушением стены. Для того чтобы объяснить это вначале расскажем про такую характеристику материалов как коэффициент температурного расширения.

Коэффициент температурного расширения

Так изменяется длина тел при нагревании
Так изменяется длина тел при нагревании

Эта величина показывает относительное изменение размеров тела при нагревании на 1 кельвин. Различают коэффициент изменения объема и изменения линейных размеров.


Дальше мы будет говорить об изменении линейных размеров, так как на их примере удобнее показать процессы, протекающие в кладке. В справочниках коэффициент обозначается символами — αL.

Поясним еще несколько моментов, которые могут быть непонятны:

  1. Относительное изменение размеров обозначает то, что коэффициент указывает не абсолютную величину. То есть речь идет не о том, на сколько миллиметров или сантиметров увеличится тело, а о том во сколько раз.
  2. Изменение температуры в определении дают в кельвинах. Эта величина общепринята в расчетах. Кельвин равен градусу Цельсия (1/100 разницы межу точками замерзания и закипания воды) но в качестве нуля берется абсолютный ноль (температура, ниже которой быть не может) — -273,15 . При расчетах нам нужна разница, так что можно пользоваться привычными градусами Цельсия конечно учитывая плюс и минус (кельвинов со знаком минус нет). Кстати обозначение кельвина «К».
  3. Коэффициент может изменяться при уменьшении и увеличении температуры, то есть при минус 100  и плюс 150° его значение может быть разным. Впрочем, эта разница невелика и в справочниках, а также при расчетах, берется значение αL при 20 .

Значения этого коэффициента следующие:

  1. для керамического кирпича — 0,000006;
  2. для силикатного кирпича — 0,000008;
  3. для раствора на основе цемента — 0,00001;
  4. для известкового раствора — 0,000009.

Почему температурное расширение опасно для кладки

На фото - треснувший от горячей воды стакан
На фото — треснувший от горячей воды стакан

На первый взгляд коэффициент очень мал и увеличение размеров на доли миллиметра не может разрушить дом. Да это так, для небольших строений.

Однако если здание большое (например, заводской цех) то последствия могут быть серьёзными, смещение на несколько миллиметров приводит к образованию критических напряжений, а затем и трещин.

Треснувшая кирпичная стена
Треснувшая кирпичная стена

Не прибегая к сопромату и расчету напряжений просто посчитаем, насколько удлинится 100 метровая стена при перепаде температур от -40 до +40 летом:


  1. Узнаем разницу температур — 40+40=80 К.
  2. Не беря в учет швы из раствора, умножаем разницу температур на коэффициент линейного теплового расширения для силикатного кирпича — 80х0,000008=0,00064.
  3. Получившуюся величину умножаем на длину стены в миллиметрах — 0,00064х100000=64 мм.

Шестьдесят четыре миллиметра это 6,4 см. Попробуйте, сдвинуть на такое расстояние кирпич, не разрушив стену.

Кстати, вернувшись к нашему примеру со стаканом, трескающимся от горячей воды. Коэффициент теплового линейного расширения стекла — 0,000009, почти как у силикатного кирпича. Размеры значительно меньше, но стакан все равно распадается на мелкие осколки.

Поэтому чтобы не возникали разрушающие напряжения, кирпичной кладке дают волю — оставляют промежутки свободного места для расширения. Эти швы и называют температурно деформационными. Через какое расстояние и как их делать мы расскажем ниже.

На асфальтном покрытии нет температурно деформационных швов, поэтому иногда он поднимается в жару
На асфальтном покрытии нет температурно деформационных швов, поэтому иногда он поднимается в жару

Усадочные швы


Пример усадочного шва на кирпичной стене
Пример усадочного шва на кирпичной стене

С этими швами все проще. На некоторых грунтах невозможно устроить абсолютно надежный фундамент.

Просадка стен даже на расстояние меньше сантиметра обязательно приведет к образованию трещин в стенах. Причем образоваться они могут в самых опасных и неудобных местах, например, там, где к конструкции приложена большая нагрузка, которая будет увеличивать появившийся дефект.

Трещины от осадки строения
Трещины от осадки строения

Чтобы этого избежать трещины устраивают искусственно — делают усадочные швы. Располагают их там, где это удобно конструктору и не опасно для здания.

Требования к температурно деформационным и усадочным швам

Обложка СНиП II-22-81 «Каменные и армокаменные конструкции»
Обложка СНиП II-22-81 «Каменные и армокаменные конструкции»

При проектировании и строительстве обязательно руководствуются нормативными документами. Для кирпичной кладки это СНиП II-22-81 «Каменные и армокаменные конструкции».

Рассмотрим требования этого документа, каким должен быть температурный шов в кирпичной кладке, постараемся более понятно изложить то, что написано сухим официальным языком и дать пояснения.

Размещение температурно деформационных швов

  1. Швы должны устраиваться в местах, где возможны увеличенные деформации трещины и сдвиги и т. п. Такими местами считаются включения стальных и армированных конструкций, проемы и отверстия. Естественно, что возле каждого окна или двери никто не будет устраивать шов. Поэтому в этом же пункте указывается, что должен проводиться расчет мест их расположения.

Как правило, расчеты сложны, поэтому ими часто пренебрегают, пользуясь указаниями следующего пункта данного СНиПа. Но при этом конечно придется делать швов больше, чем в случае, если деформации были бы просчитаны.

  1. Разрешается устраивать швы без расчета, если соблюдаются следующие максимальные расстояния между ними. Далее в подпунктах раздела документа перечисляются требования, когда можно пользоваться этим разрешением. Причем, действует оно именно для неармированных стен.

Для наземных зданий с отоплением, если в них армированные или металлические включения (перемычки) длиной не больше 3,5 м, а простенки межу проемами не уже 0,8 м. Причем кладка возле концов включений должна дополнительно просчитываться на прочность и максимальное раскрытие трещин. Максимальные  расстояния приводятся в таблице. Ниже она показана.

Температура наиболее холодной пятидневки Максимальное допустимое расстояние между швами, м
Для кладки из силикатного кирпича (на основе кварцевого песка и извести), бетонных камней, крупногабаритных блоков из силикатного бетона Для кладки из керамического (глиняного) кирпича, керамических и камней природного происхождения, крупногабаритных блоков из бетона на основе портландцемента  или глиняного кирпича
Марки раствора Марки раствора
от 50 и больше от 25 и больше от 50 и больше от 25 и больше
Ниже минус 40 40 35 60 50
40 60 50 90 70
20 °С и ниже 80 70 120 100

Как видите из таблицы, для силикатного кирпича швы нужно делать чаще. Также максимальное расстояние начинается от 35 м, так что для коттеджей в большинстве случаев они не потребуются.

К таблице также прилагаются пояснения:

  1. для зданий из крупногабаритных панелей и из кирпича следует действовать согласно инструкции по проектированию зданий из данных строительных конструкций;
  2. для промежуточных температур максимальные расстояния можно интерполировать.

Если для кладки использовался бутобетон, то расстояния принимаются из второго столбца таблицы, умноженные на коэффициент 0,5.

Внимание. В этом случае максимальное расстояние может быть от 20 метров, а это уже близко к габаритам коттеджа.

  • Если стены многослойные (а это большинство случаев), то расстояние принимается для основного конструктивного материала стен. То есть, если у нас дом сложен из силиката, а керамический кирпич служит только облицовкой, то максимальный размер между швами берем как для силикатного кирпича.
  • Если помещения неотапливаемы, то расстояния берут тоже по таблице с коэффициентом. Если здание закрыто со всех сторон (например, это гараж) то его принимают 0,6. Для открытых строений (навес и т. п.) он принимается 0,7.
  • Для фундаментов и каменных и крупноблочных стен значение берется по таблице с применением коэффициента 2, если они находятся в зоне сезонного промерзания грунта.
  • Если конструкции, о которых сказано в предыдущем пункте, находятся вне зоны промерзания или построены в районах с вечной мерзлотой, то ограничения не применяются вообще.

Ответим на вопрос, почему для конструкций расположенных в грунте максимальные расстояния увеличены?  Все просто — почва защемляет конструкцию и уменьшает ее перемещение.

Также в СНиПе указано, что деформационные швы, находящиеся в местах соединения каменной кладки со стальными или железобетонными конструкциями должны совпадать со швами этих конструкций. При необходимости в каменной кладке устраивают дополнительные швы, которые будут сходиться со швами в металле или железобетоне.

Размещение усадочных швов

Про усадочные швы в документе всего несколько строчек. Предписывается их устраивать в любом случае, когда возможна неравномерная просадка здания. Так что для того чтобы правильно разместить усадочный шов нужно проводить расчеты основания, если грунт на котором планируется строить слабый.

Требования к конструкции температурных и усадочных швов

Также скупо в СНиП описывается и конструкция этого элемента кладки. Указывается только, что надо предусмотреть шпунт или четверть, который заполняется упругим материалом, чтобы ветер не мог продувать стену.

Как правильно сделать деформационные или усадочные швы

Теперь непосредственно о выполнении работ. Как видите, в нормах их конструкция почти не оговаривается. Трудно найти и литературу по данному вопросу. Поэтому дадим практические советы, основанные на существующей проекторной документации и конструкциях зданий.

Расположение усадочных швов

С расположением температурно деформационных швов все понятно, берутся по СНиПу максимальные расстояния между ними (меньше брать можно, но зачем).

Но возникает вопрос — где устраивать усадочные швы? Иногда бывает понятно, что без них не обойтись, грунт слабый и на многих строениях расположенных рядом видны трещины, значит, и наш дом может оказаться в подобной ситуации.

Понятно, исследовать геологию и проводить расчеты, если мы будем строить дом своими руками, никто не будет. Отойдем от СНиПа (если в вашей личной постройке из-за этого пойдут трещины, то за это никто не накажет) и устроим их без расчетов.

Где делать швы решить просто — посмотрите, где в домах чаще всего образуются трещины от усадки, как правило, на расстоянии 1-2 метров от углов. Там и будем делать  усадочные швы.

Трещины в кирпичной кладке от усадки обычно образуются на расстоянии 1-2 м от угла
Трещины в кирпичной кладке от усадки обычно образуются на расстоянии 1-2 м от угла

Для больших строений также желательно дополнительно сделать шов в тех местах, где явно меняется структура и свойства почвы. Например, на границе естественного и насыпного грунта.

Усадочные швы нужно делать в тех местах, где почва может просесть
Усадочные швы нужно делать в тех местах, где почва может просесть

Какая ширина должна быть у швов?

В нормах об этом тоже ни слова. Но почти всегда ширина шва выбирается в 10-20 мм. Если будете использовать специальные шовные профили для заделки, то выбираем эту величину в соответствии с шириной профиля.

Совет. Чтобы обеспечить не только герметичность, но и теплозащиту, совместно с шовными профилями (они обеспечивают и декоративный эффект) используется дополнительно и теплоизоляционные материалы.

Устраиваем швы

Как уже сказано, швы должны иметь профиль в четверть или в паз. Делая кладку это выполнить несложно в большинстве случаев.

  • Если стена в четверть или полкирпича, то придется стесывать или срезать кирпичи, выбирая в них профиль четверти или гребня и паза. Это отнимает много времени но, как правило, такая кладка небольшой толщины не используется для несущих стен, которые требуют создания усадочных и деформационных швов.
  • При стене в кирпич, эффекта четверти достигаем с помощью порядовки — в районе шва она будет выглядеть примерно так.
Температурно деформационный (усадочный) шов при кладке в кирпич
Температурно деформационный (усадочный) шов при кладке в кирпич

Совет. Чтобы шов был более надежным можно обтесать ложки контактирующих кирпичей, с разных сторон шва обеспечив зазор и между ними. Правда при этом шов будет больше продуваться.

  • Также поступаем и при кладке в полтора кирпича и более. При этом можно формовать уже не только четверть, а пару гребень — паз.

Выполняя деформационные швы желательно чтобы раствор, выдавливающийся при установке кирпича, не попал в него и случайно не соединил ряды с обеих сторон. Поэтому распределяем его так, чтобы на гранях кирпичей обращенных ко шву, получалась «пустошовка».

Также если хотите чтобы швы не выделялись на поверхности стены можно выполнить их не в виде вертикальных линий, а зигзагом в соответствии с вертикальной порядовкой. Так проще выполнять кладку, но потом будет труднее заполнять швы изоляционным материалом.

Вариант выполнения шва с сохранением порядовки
Вариант выполнения шва с сохранением порядовки

Швы в кладке, которая была уложена раньше

У ручного нарезчика швов, которым можно сделать усадочный шов в уже готовой стене,  как правило, диск небольшого диаметра и он не сможет прорезать толстую стену
У ручного нарезчика швов, которым можно сделать усадочный шов в уже готовой стене,  как правило, диск небольшого диаметра и он не сможет прорезать толстую стену

Возможен и такой вариант. При осадке фундамента, вместо того чтобы его усиливать (особенно при слабых грунтах), можно просто сделать усадочные швы. Такой подход в принципе возможен, правда его реализация вызовет затруднения.

Прорезать стену толщиной в полтора два кирпича можно диском большого диметра, а нарезчики швов с таким рабочим органом, как правило, предназначены для работы на горизонтальных поверхностях (полах и дорогах) а не на вертикальных.

Более мощные модели могут работать только на горизонтальных поверхностях
Более мощные модели могут работать только на горизонтальных поверхностях

Совет. Если вы все же решили спасти дом с помощью усадочного шва и нашли подходящий инструмент не начинайте сразу же работу. Убедитесь, что трещины растут. Возможно, можно просто их заделать. Для наблюдения за их поведением наклейте полоски бумаги. Если через некоторое время они будут разорваны, то это обозначит, что дефект расширяется.

Бумажные маяки на трещине
Бумажные маяки на трещине

iz-kirpicha.su

Температурно усадочный шов

   В монолитных железобетонных плитах следует предусматривать их разрезку постоянными и временными температурно-усадочными швами, расстояния между которыми назначают в зависимости от климатических условий, конструктивных особенностей сооружения, последовательности производства работ и т.п. (см. п. 10.2.3 СП63.13330.2012 Бетонные и железобетонные конструкции.

Расстояние между температурно-усадочными швами следует принимать по таблице (см.таб.3 Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелых и легких бетонов без предварительного напряжения арматуры (к СНиП 2.03.01-84)

 

 

 

Если фундаменты не могут быть разделены на участки длиной менее 40 м, то необходимо предусматривать временные усадочные швы шириной от 0,7 до 1,2 м — рабочий шов бетонирования. В этих случаях из массива фундаментов с обеих сторон временного шва (в уровне подошвы и верхней поверхности фундамента) должна быть выпущена рабочая арматура, которую, спустя 3-4 недели после бетонирования фундаментов, необходимо соединить сваркой с накладными стержнями, а шов заполнить бетоном той же марки (см. п.6.17 Руководство по проектированию плитных фундаментов каркасныхзданий и сооружений башенного типа).

Поверхность рабочих швов, устраиваемых при укладке бетонной смеси с перерывами, должна быть перпендикулярна оси бетонируемых колонн и балок, поверхности плит и стен. Возобновление бетонирования допускается производить по достижении бетоном прочности не менее 1,5 МПа (см. п.5.3.12 СП70.13330.2012 Несущие и ограждающие конструкции).

Рабочим швом называют плоскость стыка между затвердевшим и новым (свежеуложенным) бетоном, образованнуюиз-заперерыва в бетонировании. Рабочий шов образуется в том случае, когда последующие слои бетонной смеси укладывают на полностью затвердевшие предыдущие слои. Обычно это происходит тогда, когда перерыв в бетонировании составляет5—7ч и более.

Величина сцепления нового бетона со старым значительно ниже, чем монолита. Поэтому рабочий шов отличается от монолитного бетона не только по прочности, но и по другим характеристикам: он менее морозостоек, водопроницаем и т. д. Для уменьшения отрицательного влияния рабочих швов на конструкцию необходимо: во-первых,размещать их в местах, наименее опасных для прочности конструкций, и так, чтобы они не ухудшали внешний вид сооружения;во-вторых,допускаются только конструктивно оформленные рабочие швы;в-третьих,такие швы перед укладкой свежего бетона нужно соответствующим образом обработать. Конструктивное оформление рабочих швов зависит от вида конструкций, их размеров и армирования. Для образования швов в плитах устанавливают доски, плоские щиты или щиты с уступом. Уступ делают для удлинения поперечной линии шва, что увеличивает его прочность и водонепроницаемость. 

Перед укладкой свежего бетона с поверхности шва удаляют рыхлые слои бетона и цементную корку, очищают его от грязи и мусора. Если поверхность затвердевшего бетона шва гладкая, ее насекают зубилами, скарпелью или с помощью отбойного молотка с последующей промывкой и продувкой сжатым воздухом. Непосредственно перед укладкой нового бетона поверхность шва следует увлажнить, а также уложить слой жирного раствора на том же цементе, что и основной бетон. Все это способствует обеспечению высокой прочности и водонепроницаемости шва.

  

Холодный шов при бетонировании
Монолитный бетон и железобетон, как правило, экономичнее сборного в подземных частях зданий и сооружений, в фундаментах под технологическое оборудование, в конструкциях массивных стен, в дорожном и гидротехническом строительстве. Широкую сферу эффективного применения он находит также в сборно-монолитных конструкциях.
Монолитный бетон и железобетон, по сравнению со сборным способом строительства, обладает неоспоримыми преимуществами, обеспечивая в конструкциях эффективную диссипацию колебательной энергии при ветровых и сейсмических нагрузках, высокий момент сопротивления статическим и динамическим нагрузкам и низкую деформативность.
В СНиП 3.03.01-87 ”Несущие и ограждающие конструкции” при монолитном бетонировании предусматривается укладка бетонных смесей двумя принципиально различными способами:
-укладка без перерывов в бетонировании до начала схватывания предыдущего слоя бетона, то есть без образования рабочего шва;
-укладка с перерывами после схватывания уложенного ранее слоя бетона с образованием рабочего шва.
Непрерывное бетонирование предпочтительнее, так как этот способ обеспечивает наивысшее качество монолитных конструкций, однако по технологическим и организационным причинам это не всегда возможно, поэтому, как правило, проектом предусматриваются рабочие швы.
Рабочие швы также называют строительными швами, швами бетонирования или ”холодными швами”. Образование рабочих швов вызвано остановками бетонирования и определяется рядом причин:
-организационных: окончание рабочей смены, ремонт оборудования, нехватка материалов, несовершенную общую организацию работ, технические возможности используемых машин и механизмов;
-технологических: монтаж вышележащих арматуры, лесов и опалубки и ограничение нагрузок на конструкции;
-конструктивных: обеспечение направленных деформаций отдельных участков конструкций и сооружений в целом.
Как правило, возводимые монолитные бетонные и железобетонные конструкции бетонируются отдельными сопрягаемыми между собой участками — блоками (картами) бетонирования.
Рабочий шов бетона образуется, когда каждый последующий слой бетонной смеси укладывают на затвердевший (схватившийся) предыдущий слой бетона. Отличительной особенностью рабочего шва является то, что сцепление нового бетона с уже затвердевшим бетоном значительно ниже, чем прочность монолитного бетона без рабочего шва, вследствие чего снижаются морозостойкость, водонепроницаемость и ухудшается внешний вид конструкций. Это объясняется тем, что ”холодные швы” являются границей, на которой происходит превращение усадочных напряжений сжатия в напряжения растяжения, и поэтому зона шва становится предварительно напряженной. Как известно, бетон хорошо работает на сжатие, менее стоек к изгибающим нагрузкам и значительно хуже противостоит напряжениям растяжения. В результате релаксации напряжений растяжения, реализующихся в виде микротрещин, зона стыка имеет меньшую плотность и прочность, по сравнению с монолитным бетоном и при равных растягивающих напряжениях, трещины прежде всего открываются именно по швам.
В соответствии с СНиП 3.03.01-87 перед бетонированием поверхности рабочих швов должны быть очищены от грязи, масел, снега, льда и цементной пленки. Очистка поверхности рабочих швов от цементной пленки проводится для устранения возможности образования ”холодных швов”.
Годовой объем производства монолитного бетона и железобетона в России составляет 25-30 млн. м³. При допущении, что половина конструкций изготавливается способом послойной укладки с толщиной слоя ориентировочно 50 см за проход, общая площадь рабочих швов требующих подготовки поверхности составляет 12-15 млн. м²/год.
Цементная пленка
Основным источником образования цементной пленки является водный раствор гидроксида кальция Са(ОН)2, который выходит на поверхность бетона, реагирует с углекислотой воздуха СО2 и образует нерастворимую в воде пленку карбоната кальция СаСО3 (по химсоставу – известняком). Другим источником являются соли щелочных металлов, присутствующие в цементе в свободном виде; добавляемые в цемент цеолитовые туфы и зола-унос (зольные микросферы) тепловых электростанций, выделяющие щелочи; песок, щебень и гравий, содержащие галоидные соединения; ускорители твердения, противоморозные добавки, пластификаторы и другие добавки. При затворении цемента водой водорастворимые щелочи образуют растворы и химически связываются с силикатами и алюминатами цемента. Затем, при контакте с углекислотой воздуха щелочи карбонизируются с образованием нерастворимой в воде плотной цементной пленки.
Еще одним источником солей является вода затворения, если она по составу примесей не отвечает требованиям ГОСТ 23732.
Химически цементную пленку можно представить как смесь растворимых и нерастворимых в воде карбонатов, сульфатов, нитратов и хлоридов.
В поверхностном слое вытесненной из бетонной смеси воды, несмотря на полное превращение всего вяжущего в кристаллизующийся гидрат, не происходит образования плотной и прочной кристаллической структуры.
Физически цементная пленка, в отличие от тела цементного камня, представляет собой не прочную кристаллическую структуру, а рыхлую непрочную конденсационную структуру, заполняющую поровое пространство бетона на некоторую глубину.
При послойной укладке бетонной смеси на рабочий шов имеющий на поверхности цементную пленку, вместо ожидаемой по проекту монолитной, образуется трехслойная конструкция: ”бетон – цементная пленка – бетон”.
В этой конструкции с точки зрения прочности слабым местом является именно цементная пленка. Очевидно, что при пороговом напряжении, значение которого значительно ниже расчетного, разрушение бетонной конструкции произойдет именно по этой границе раздела. Из теории прочности известно, что для наиболее эффективного перераспределения напряжений и наиболее полной диссипации энергии при ветровых или сейсмических нагрузках конструкция должна обладать возможно полной монолитностью. В случае ”трехслойной” конструкции здание возможно рассматривать не как монолитную конструкцию, а как сборную, состоящую из ”этажей”, каждый из которых самостоятельно воспринимает механическую нагрузку и работает независимо от других.
Традиционные способы очистки рабочих швов
СНиП 3.03.01-87 определены способы очистки и установлены требования по прочности поверхности бетона при очистке от цементной пленки: механическая обработка металлической щеткой — не менее 1,5 МПа; механическое фрезерование — не менее 5 МПа; гидропескоструйная обработка — не менее 5 МПа; промывка водой и сушка сжатым воздухом — не менее 0,3 МПа. Рекомендации по величине допустимого временного интервала перекрытия слоев бетона до образования рабочего шва противоречивы и находятся в диапазоне 2-4,5 ч. Во всех случаях обязательной являтся очистка поверхности ранее уложенного бетона от пыли, грязи, масла и строительного мусора. Для предотвращения обезвоживания укладываемой смеси бетонное основание увлажняют. При перерыве в бетонировании качество верхнего (контактного) слоя бетона ухудшается во времени из-за водоотделения, наиболее интенсивно протекающего в первые 1-1,5 ч. И все же, прочность стыка при перерывах в бетонировании, составляющем до 5 и даже более часов, существенно выше, чем прочность стыка с полностью затвердевшим бетоном даже при тщательной подготовке его поверхности. При перерывах в работе дальнейшая укладка смеси может проводиться только после набора ранее уложенным бетоном прочности не менее 1,5 МПа, что гарантирует отсутствие нарушения его структуры. Рассмотрим достоинства и недостатки существующих способов очистки и подготовки поверхности рабочих швов:
1. Механическое фрезерование и механическая очистка поверхности бетона от цементной пленки производится металлическими щетками или метлами с проволочной щетиной. Сухая механическая очистка поверхности затвердевшего бетона возможна только после набора им определенной прочности, во избежании повреждения низлежащих слоев. Однако с набором бетоном прочности очистка поверхности рабочих швов затрудняется.
Применение приводных металлических щеток и машинного фрезерования оправдано только при наборе бетоном прочности не более 2-3 МПа. При большей прочности бетона эффективность обработки снижается из-за значительного увеличения продолжительности очистки и повышенного износа щеток. Достоинством механических способов очистки является применение их там, где невозможно использование пыльных и мокрых и дорогостоящих процессов пескоструйной и гидропескоструйной обработки. Очень эффектина насечка поверхности, увеличивающая площадь передачи напряжений. Однако, применение для снятия пленки и последующей насечки инструментов ударного действия (перфораторов, отбойных молотков) должно быть исключено, ввиду возможного повреждения верхнего слоя бетона стыкуемой поверхности. К недостаткам механических способов подготовки поверхности бетона можно отнести следующие:
-возможность очистки только после набора бетоном прочности 1,5 МПа приводит к длительным технологическим перерывам;
-удаляется только верхний слой цементной пленки и не открываются поры бетона;
-возможно возникновение и релаксация внутренних напряжений в виде микротрещин;
-пылеобразование требует очистки промышленным пылесосом;
-высокая стоимость оборудования и трудоемкость;
-сложность организации контроля качества работ.
2. При гидропескоструйной обработке удаляется цементная пленка и только в поверхностном слое открываются поры бетона. Процесс обладает следующими недостатками:
-отсутствие возможности проведения очистки до набора бетоном прочности 5 МПа и необходимость в длительных технологических перерывах для набора бетоном необходимой прочности;
-возникновение внутренних напряжений в результате ударного воздействия рабочей струи и их релаксация приводящая к микротрещинам;
-высокая стоимость компрессоров высокого и сверхвысокого давления, абразивоструйных комплексов и установок фильтрации и кондиционирования воздуха;
-ограничения в применении при внутренних работах и при действующем производстве.
3. Наиболее просто производить удаление цементной пленки с поверхности рабочего шва водяной или водовоздушной струей под давлением 0,5-0,7 МПа.
Достоинством этого способа является то, что очистку можно производить почти сразу же после укладки слоя при прочности бетона 0,3 МПа, то есть когда уже образовалась достаточно прочная структура бетона и нет опасности нарушения сцепления крупного заполнителя с растворной частью. При такой прочности по поверхности бетона можно ходить, хотя остаются следы от обуви и поверхность поддается продавливанию при нажиме пальцем с некоторым усилием. Время достижения этой прочности в зависимости от свойств бетонной смеси, влажности и температуры окружающего воздуха и находится в пределах от 4 до 18 ч.
К недостаткам очистки водяной или водовоздушной струей относятся:
-на практике невозможно применение этого способа очистки рабочих швов при отрицательных температурах окружающего воздуха и на вертикальных стыкуемых поверхностей, длительное время закрытых опалубкой;
-на поверхности остается нерастворимая в воде цементная пленка;
-содержащееся в сжатом воздухе компрессорное масло образует на поверхности антиадгезионную пленку.
4. Процесс химической очистки соляной кислотой является не эффективным и технически неоправданным.
В минералогии качественной реакцией на отличие кальцита (карбоната кальция) от других породообразующих минералов является бурное разложение в холодной соляной кислоте. Предложение по снятию цементной пленки, содержащей карбонаты, с помощью соляной кислоты не следует рекомендовать из-за опасности снижения долговечности бетона.
Именно этим объясняется мощный отрицательный эффект от ее применения:
-наблюдается поверхностное растворение и разрушение не только цементной пленки, но и цементного камня, что служит причиной разрушения шва между старым и новым бетоном в процессе эксплуатации;
-незначительно увеличивается прочность сцепления, по сравнению с необработанной поверхностью;
-требуется дополнительная операция нейтрализации кислоты щелочью (едким натром) с промывкой водой;
-потеря поверхностной прочности приводит к пылению бетона и требует дополнительного обязательного обеспыливания перед нанесением растворной смеси.
5. Для увеличения временного интервала между укладкой бетонной смеси и удалением цементной пленки и поверхностного слоя бетона, а также облегчения процесса очистки рабочего шва используют замедлители твердения, например, пластификатор бетонной смеси – сульфитно-дрожжевую бражку (СДБ). Раствор СДБ 15-20%-ной концентрации наносится на поверхность уложенного бетона краскораспылителем. Удаление ослабленного поверхностного слоя может проводиться как приводными щетками, так и под напором струи воды до полного отделения незатвердевшего слоя и удаления желтых пятен от СДБ.
К недостаткам этого способа можно отнести:
-обработку поверхности можно начинать не раньше, чем через сутки после укладки бетона; верхний предел времени обработки зависит от температуры воздуха и колеблется от двух до четырех суток;
-необходимо очень внимательно следить за тем, чтобы не снизить прочность основного бетона;                                                                        
-применение замедлителей твердения недопустимо при проведении бетонирования не только в зимний, но даже в весенне-осенний период.

 

infopgs.ru

3. Выставочные залы и музеи

Выставки бывают периодические и постоянные. Периодические выставки чаще всего рассчитываются на кратковременную экспозицию и большой поток посетителей. Здания таких выставок проектируют без развитых вестибюлей с гардеробами и вспомогательных помещений, а сама выставка обычно размещается в одном большом зале. При организации периодических выставок необходимо обеспечить движение посетителей единым не пересекаемым потоком от экспоната к экспоната и от входа до выхода. Конструктивные решения зданий периодических выставок могут выполняться как для каркасных и бескаркасных капитальных сооружений с длительным сроком службы, но чаще их строят из лёгких конструкций, как временные здания, которые после завершения выставки могут подлежать разборке (демонтажу).

Постоянные выставки и музеи размещают в каркасных или бескаркасных капитальных зданиях. Основными помещениями таких выставок являются вестибюль с гардеробом, вводной зал, зал тематической демонстрации, аудитории для чтения лекций и демонстраций научных фильмов, а вспомогательными помещениями – отделы информации и подготовки материалов, научные отделы, помещения экскурсоводов, мастерские, буфеты, комнаты отдыха, туалеты и др. Состав помещений постоянных выставок и их площади зависят от размера экспозиционной площади (вводного зала и залов тематической демонстрации).

Здания музеев и картинных галерей проектируют бескаркасными или каркасными по анфиладной схеме(см. рис.7.4) и основными помещениями таких объектов являются выставочные комнаты-залы. К основным помещениям музеев и картинных галерей примыкают вестибюль с кассами, гардеробом, буфетами, санитарными узлами. Вспомогательными помещениями в музеях и картинных галереях являются помещения научных отделов, отделов подготовки экспозиции, реставрации и хранения экспонатов. В помещениях музеев и картинных галерей необходимо обеспечивать требуемый условиями хранения экспонатов внутренний световой, температурный и влажностный режим (микроклимат), в связи с чем эти помещения часто оборудуются средствами кондиционирования воздуха. Искусственное освещение основных помещений музеев и картинных галерей чаще всего устраивают с помощью люминесцентных или обычных ламп накаливания.

Билет 16

studfiles.net

СП 63.13330.2012 «Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения» (основной действующий документ по ЖБК в списке обязательных к применению согласно ПП №1521, исключая гидротехнические СП 40 и СП 41) упоминает температурно-усадочные швы поверхностно: «10.2.3. В конструкциях зданий и сооружений следует предусматривать их разрезку постоянными и временными температурно-усадочными швами, расстояния между которыми назначают в зависимости от климатических условий, конструктивных особенностей сооружения, последовательности производства работ и т.п.»

СП 52-101-2003 в п. 8.2.3 и Пособие к нему (действующие, но не обязательные к применению) в п. 5.5 дублируют эту информацию полностью до буквы.

Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелых и легких бетонов без предварительного напряжения арматуры к СНиП 2.03.01-84 (привязан к неактуализированному документу) в п. 1.19 (1.22) указано, что размеры блоков должны «как правило устанавливаться расчетом». При этом допускается таковой не производить в случае, если «расстояние между температурно-усадочными швами не превышает значений, приведенных в» таблице (таблица прилагается в Пособии).

 Температурно усадочный шов

СП 27.13330.2011 «Бетонные и железобетонные конструкции, предназначенные для работы в условиях воздействия повышенных и высоких температур» (действующий, необязательный к применению) в п. 6.27 также приводит таблицу с предельными значениями размеров блоков. Эту таблицу я бы использовал в первую очередь в качестве ориентира в силу актуализированности документа.

 Температурно усадочный шов

Стоит отметить, что действующие и отмененные нормы и пособия к ним указывают рекомендуемые предельные размеры температурно-усадочных блоков, допустимость превышения которых следует уже обосновывать.

 

Расчет, подтверждающий способность конструкций воспринимать усилия от усадки и температурных деформаций, вызывает много дискуссий, как собственно большинство вопросов с задачами, требующими значительных упрощений. Можно, например, заглянуть https://www.liraland.ru/forum/forum14/topic775/messages/, чтобы ознакомиться с темой. Методика расчета в целом основана на общефизических законах и их правомерность не отменяется неактулизированностью документа.

В силу последнего считаю, что 1) в случае превышения предельного размера, указанного в Пособии, можно выполнить расчет с учетом температурного перепада и усадки бетона; 2) в случае непревышения такового можно не учитывать влияние этих усилий. В качестве обоснования можно ссылаться на указанные в СП 27.13330.2011 и Пособии к СНиП 2.03.01-84, поскольку СП 63.13330.2012 (действующий и обязательный к применению, в частности его раздел 10) заменил собой СП 52-01-2003, который заменил СНиП 2.03.01-84. С претензиями от экспертов к объектам, размеры блоков которых не превышают предельные значения, о неучете влияния этих воздействий не сталкивался, но, если такой вопрос все-таки встанет ребром, уверен, расчет с учетом таких воздействий успешно подтвердит допустимость.

 

Вопрос сам по себе многогранный: от назначения размеров блока и расчетного обоснования вплоть до конструирования стыков и учета рабочих и усадочных швов. Если данной информации недостаточно, то рекомендую ознакомится с развернутым описанием вопроса на http://fordewind.org/wiki/doku.php?id=деформационные_швы. Следует вопрос обязательно рассматривать с учетом необходимости и возможности совмещения рабочих швов бетонирования, температурных, усадочных и осадочных швов.

engineerum.com

Деформационные швы зданийДеформационные 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.

Температурный деформационный шов

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.

Температурный деформационный шов

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.

Температурно осадочные швы

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.

Деформационные антисейсмические швы

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.

deformazionniy shov kladka

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;

kamenschik.info