Температурные и осадочные швы. Деформационный шов: предотвращаем искажение конструкции

Любые строительные конструкции, независимо от того из какого материала они изготовлены (кирпич, монолитный железобетон или строительные панели) при изменении температуры меняют свои геометрические размеры. При понижении температуры они сжимаются, а при повышении, естественно, расширяются. Это может привести к появлению трещин и значительно снизить прочность и долговечность как отдельных элементов (например, цементно-песчаных стяжек, отмосток фундаментов и так далее), так и всего здания в целом. Для предотвращения этих негативных явлений и служит температурный шов, который необходимо обустраивать в соответствующих местах (согласно нормативным строительным документам).

Вертикальные температурно-усадочные швы зданий

В зданиях большой протяженности, а также строениях с разным количеством этажей в отдельных секциях СНиП-ом предусмотрено обязательное обустройство вертикальных деформационных зазоров:

• Температурных – для предотвращения образования трещин из-за изменения геометрических размеров конструктивных элементов здания вследствие перепадов температур (среднесуточных и среднегодовых) и усадки бетона. Такие швы доводят до уровня фундамента.
• Осадочных швов, препятствующих образованию трещин, которые могут образовываться из-за неравномерной осадки фундамента, вызванной неодинаковыми нагрузками на его отдельные части. Эти швы полностью разделяют строение на отдельные секции, включая фундамент.

Конструкции обоих видов швов одинаковы. Для обустройства зазора возводят две спаренные поперечные стены, которые заполняют теплоизолирующим материалом, а затем гидроизолируют (для предотвращения попадания атмосферных осадков). Ширина шва должна строго соответствовать проекту здания (но быть не менее 20 мм).

Шаг температурно-усадочных швов для бескаркасных крупнопанельных зданий нормируется СНиП-ом и зависит от материалов, примененных при изготовлении панелей (класса прочности бетона на сжатие, марки раствора и диаметра продольной несущей арматуры), расстояния между поперечными стенами и годового перепада среднесуточных температур для конкретного региона. Например, для Петрозаводска (годовой перепад температур составляет 60°С) температурные зазоры необходимо располагать на расстоянии 75÷125 м.

В монолитных конструкциях и зданиях, построенных сборно-монолитным методом, шаг поперечных температурно-усадочных швов (согласно СНиП) варьируется в пределах от 40 до 80 м (в зависимости от конструкционных особенностей здания). Обустройство таких швов не только повышает надежность строительной конструкции, но и позволяет поэтапно отливать отдельные секции здания.

На заметку! При индивидуальном строительстве обустройство таких зазоров применяют крайне редко, так как длина стены частного дома обычно не превышает 40 м.

В кирпичных домах швы обустраивают аналогично панельным или монолитным постройкам.

В железобетонных конструкциях зданий размеры перекрытий, как и размеры остальных элементов, могут меняться в зависимости от температурных перепадов. Поэтому при их монтаже необходимо обустройство компенсационных швов.

Материалы для их изготовления, размеры, места и технология укладки заранее указывают в проектной документации на строительство здания.

Иногда такие швы конструктивно делают скользящими. Для обеспечения скольжения в тех местах, где плита перекрытия опирается на несущие конструкции, под нее укладывают два слоя оцинкованного кровельного железа.

Температурно-компенсационные швы в бетонных полах и цементно-песчаных стяжках

При заливке цементно-песчаной стяжки или обустройстве бетонного пола необходимо изолировать все строительные конструкции (стены, колонны, дверные проемы и так далее) от соприкосновения с заливаемым раствором по всей толщине. Этот зазор выполняет одновременно три функции:

• На этапе заливки и схватывания раствора работает как усадочный шов. Тяжелый мокрый раствор сжимает его, при постепенном высыхании бетонной смеси размеры залитого полотна уменьшаются, а материал заполнения зазора расширяется и компенсирует усадку смеси.
• Он препятствует передаче нагрузок от строительных конструкций бетонному покрытию и наоборот. Стяжка не давит на стены. Конструктивная прочность здания не изменяется. Сами конструкции не передают нагрузки на стяжку, и она не растрескается в процессе эксплуатации.
• При перепаде температур (а они обязательно происходят даже в отапливаемых помещениях) этот шов компенсирует изменения объема бетонной массы, что препятствует ее растрескиванию и увеличивает срок эксплуатации.

Для обустройства таких зазоров обычно используют специальную демпферную ленту, ширина которой несколько больше, чем высота стяжки. После отвердевания раствора ее излишки обрезают строительным ножом. Когда обустраивают в бетонных полах усадочные швы (в случае, если финишное напольное покрытие не предусмотрено), полипропиленовую ленту частично удаляют и производят гидроизоляцию паза при помощи специальных герметиков.

В помещениях значительной площади (либо когда длина одной из стен превышает 6 м) согласно СНиП необходимо производить нарезку продольных и поперечных температурно-усадочных швов глубиной ⅓ от толщины заливки. Температурный шов в бетоне производят с помощью специального оборудования (бензинового или электрического швонарезчика с алмазными дисками). Шаг таких швов не должен быть более 6 м.

Внимание! При заливке раствором элементов теплого пола усадочные швы обустраивают на всю глубину стяжки.

Температурные швы в отмостках фундаментов и бетонных дорожках

Отмостки фундаментов, предназначенные для защиты основания дома от вредоносного влияния атмосферных осадков, также подвержены разрушениям вследствие значительных перепад температур в течение года. Чтобы этого избежать обустраивают швы, компенсирующие расширение и сжатие бетона. Такие зазоры изготавливают на этапе строительства опалубки отмостки. В опалубке по всему периметру крепят поперечные доски (толщиной 20 мм) с шагом 1,5÷2,5 м. Когда раствор немного схватится, доски извлекают, а после окончательного высыхания отмостки пазы заполняют демпфирующим материалом и гидроизолируют.

Все вышеперечисленное относится и к обустройству бетонных дорожек на улице или парковочных мест возле собственного дома. Однако шаг деформационных зазоров можно увеличить до 3÷5 м.

Материалы для обустройства швов

К материалам, предназначенным для обустройства швов (независимо от вида и размеров), предъявляют одинаковые требования. Они должны быть упругими, эластичными, легко сжимаемыми и быстро восстанавливающими форму после сжатия.

Она предназначена для предотвращения растрескивания стяжки в процессе ее высыхания и компенсации нагрузок от строительных конструкций (стен, колонн и так далее). Широкий выбор размеров (толщиной: 3÷35 мм; шириной: 27÷250 мм) этого материала позволяет обустроить практически любые стяжки и бетонные полы.

Популярным и удобным в применении материалом для заполнения деформационных зазоров является шнур из вспененного полиэтилена. На строительном рынке представлены его две разновидности:

• сплошной уплотнительный шнур Ø=6÷80 мм,
• в виде трубки Ø=30÷120 мм.

Диаметр шнура должен превышать ширину шва на ¼÷½. Шнур устанавливают в паз в сжатом состоянии и заполняют ⅔÷¾ свободного объема. Например, для заделки пазов шириной 4 мм, нарезанных в стяжке, подойдет шнур Ø=6 мм.

Герметики и мастики

Для заделки швов применяют различные герметики:

• полиуретановые;
• акриловые;
• силиконовые.

Они бывают как однокомпонентные (готовые к применению), так и двухкомпонентные (их готовят путем смешивания двух составных частей непосредственно перед применением). Если шов небольшой ширины, то достаточно заполнить его герметиком; если ширина зазора значительная, то этот материал наносят поверх уложенного шнура из вспененного полиэтилена (либо другого демпфирующего материала).

Разнообразные мастики (битумные, битумно-полимерные, составы на основе сырой резины или эпоксидные с добавками для придания эластичности) используют в основном для герметизации наружных деформационных зазоров. Их наносят поверх уложенного в паз демпфирующего материала.

Специальные профили

В современном строительстве температурные швы в бетоне с успехом заделывают, применяя специальные компенсационные профили. Эти изделия имеют самые различные конфигурации (в зависимости от области применения и ширины шва). Для их изготовления применяют металл, пластик, резину или комбинируют несколько материалов в одном устройстве. Некоторые модели данной категории необходимо устанавливать уже в процессе заливки раствора. Другие же можно устанавливать в паз уже после окончательного затвердевания основания. Производители (как иностранные, так и отечественные) разработали широкий модельный ряд таких приспособлений, как для наружного применения, так и для установки внутри помещений. Высокая цена профилей компенсируется тем, что такой метод заделки зазоров не требует их последующей гидроизоляции.

В заключении

Правильное обустройство температурных, компенсационных, деформационных и осадочных швов значительно повышает прочность и долговечность любого здания; парковочных мест или садовых дорожек с бетонным покрытием. При использовании высококачественных материалов для их изготовления они прослужат без ремонта долгие годы.

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.

Во избежание появления в стенах зданий трещин от неравномерной осадки фундаментов или вследствие деформации материала стены при колебаниях температуры устраивают деформационные швы. Они могут быть осадочными, температурными, антисейсмическими и усадочные.

1) Осадочные швы устраивают в случае различной этажности частей здания или если залегающие в основании грунты имеют различные физико-механические свойства. В этом случае шов разрезает здание полностью на отсеки, которые могут самостоятельно работать под нагрузкой, т.е. шов разрезает и стены и фундаменты. Ширина швов 10...20 мм. Осадочные швы в стенах делают в виде шпунта толщиной, как правило 1/2 кирпича, с прокладкой двух слоев толя, а в фундаментах - без шпунта. Над верхним обрезом фундамента под шпунтом стены оставляют зазор на 1...2 кирпича кладки, чтобы при осадке шпунт не упирался в фундамент. Иначе в этом месте кладка может разрушиться. Осадочные швы в фундаментах и стенах законопачивают просмоленной паклей.

Чтобы поверхностные и грунтовые воды не проникали в подвал через осадочные швы, с наружной стороны фундамента устраивают глиняный замок или применяют другие меры, предусмотренные проектом.

Температурные швы делят надземную конструкцию строения по вертикали на отдельные части, что обеспечивает независимое горизонтальное перемещение отдельных частей здания. Швы могут иметь размеры от 50 до 200 м в зависимости от материала стены и района строительства. Отсеки стен в деформационном шве сопрягаются обычно в виде паза (штробы) и гребня с прокладкой между ними двух слоев толя и утеплением шва просмоленной паклей или гернитовым шнуром. Нередко используют устройство специальных компенсаторов из гибких металлических пластинок, между которыми помещают утеплитель. Расстояние между температурными швами указывают в проекте. Оно зависит от материала, из которого выполнена кладка стен, марки раствора и средней температуры наружного воздуха. В местах прохождения деформационного шва в торце примыкаемой стены оставляют паз (вертикальную штрабу) шириной в 1/2...1 кирпич. По вертикальной поверхности штрабы расстилают два слоя толя или пергамина и слой просмоленной пакли, выкладывают торец смежной стены в форме зуба, входящего в штрабу.

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.

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;

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

Инъекционные составы;

Эластичные ленты и др.

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;

ВОПРОС 10. Железобетонные перекрытия гражданских и промышленных зданий.

Перекрытие - горизонтальная конструкция, которая разделяет по высоте смежные помещения в здании или сооружении.

По способу устройства они бывают: монолитными, сборными и сборно-монолитными. Сборные железобетонные перекрытия -устраивают из готовых элементов заводского изготовления. Они наиболее индустриальны и имеют широкое применение как в промышленном, так и в гражданском строительстве. Их подразделяют на балочные и безбалочные.

Монолитные перекрытия устраиваются на месте.Бывают: 1)Балочное монолитное; 2)Безбалочное; 3)с несъемной опалубкой; 4)с применением настила (стального профилированного).

Сборно-монолитные перекрытия- одни конструктивные элементы (плиты) являются сборными, а другие (балки) - монолитными.В соответствии с назначением перекрытий к ним предъявляют кроме экономичности и индустриальности требования прочности и жесткости, тепло- и звукоизоляции, огнестойкости и специальные (газо- и водонепроницаемость, сопротивляемость загниванию).

Простейшим видом монолитного ж.б. перекрытия является гладкая однопролетная плита. Такое перекрытие, имеющее толщину 60..100 мм. в зависимости от нагрузки и величины пролета, применяют для помещений с размерами сторон до 3 м.

При больших пролетах устраивают балочные перекрытия, которые могут быть сборными и монолитными. Так, если необходимо перекрыть помещение, имеющее размеры 8 х 18 м.

Устраивают балки пролетом 8м. с шагом 6м. Эти балки называют главными . По ним через 1.5 ..2 м. устраивают так называемые второстепенные балки,имеющие пролет 6м. По верху укладывают плиту толщиной 60..100 мм. Таким образом, конструкция перекрытия получается ребристая. Высота главной балки ориентировочно может быть принята 1/12.. 1/16 пролета, а ширина 1/8.. 1/12 от расстояния между осями. В ребристых перекрытиях 50..70 % бетона расходуется на плиту. Если данный вид перекрытия выполнен монолитным, то необходимо в сжатые сроки осуществить устройство опалубки, проведение арматурных работ и укладку бетона. Это один из недостатков данного вида перекрытия. Один из видов ребристого перекрытия является -Кессонное перекрытие представляющее собой ребристую конструкцию с взаимно перпендикулярно расположенными ребрами в нижней зоне.

Применение их связано в основном с требованиями решения интерьера. Сборные ж.б. ребристые перекрытия гораздо экономичнее монолитных, т.к. позволяют повысить индустриальность строительства, сократить трудозатраты и сроки произ-ва строит.-монтажных работ. Лучшим вариантом служит тот, где применяются плиты размером на 1 комнату.

Перекрытие деревянным по балкам . Балки располагаются, в одном направлении с шагом 600…1000 мм. и заполненяются между ними из гипсо- или легкобетонными плитами, армированных деревянными брусковыми каркасами (для междуэтажных перекрытий) или сварными стальными сетками (для чердачных перекрытий). Величина опирания на стены должна составлять 200..250 мм. Под балки укладывают бетонные подушки или стальные подкладки. Балки необходимо защитить спец. покрытием от коррозии.

Перекрытия по деревянным балкам - применяют в основном в каменных малоэтажных и деревянных зданиях, где лес является местным строительным материалом. Эти перекрытия сгораемы, подвержены загниванию и малоиндустриальны. Деревянные балки делают сплошными или составными. Рациональны и экономичны по расходу древесины клеефанерные балки из водостойкой фанеры с дощатыми поясами. При устройстве перекрытий пространство между деревянными балками заполняют накатом, опирающимся на черепные бруски. Накат может быть сделан из древесных материалов -одно- или двуслойных щитов, а также плит или блоков из легких минеральных материалов - гипсобетона, легкого бетона, керамики. Для обеспечения необходимых звуко- и теплоизоляционных качеств, а также водо- и пароизоляционных свойств перекрытие по накату смазывают глиной или покрывают рулонным материалом, поверх которых делают засыпку шлаком или другими сыпучими легкими материалами, обладающими низкой теплопроводностью.

Перекрытия по металлическим (стальным) балкам- обычно устраивают в многоэтажных промышленных зданиях со стальным каркасом по индивидуальным проектам в ограниченном объеме. Стальные балки перекрытий изготовляют из прокатных профилей, чаще двутавров. Заполнение в перекрытиях выполняют из сборных железобетонных плит, укладываемых на нижние полки балок.

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).

Всякий конструктивный элемент строения в процессе своей работы в конструкции несёт определённую силовую нагрузку. Причём она не всегда связана с сейсмическими колебаниями или весом здания как такового. Сама проблема строительной физики уже длительное время представляет собой неравномерное расширение разных материалов при нагревании и их же сужение при остывании.

К примеру:
Коэффициенты температурного расширения металла и дерева отличаются в несколько раз. Этим обосновывается механическое разрушение деревянных балок, находящихся в холодном подкровельном пространстве, которые закреплены с помощью обычных шпилек и арматуры без терморазрыва. Для решения такой и некоторых иных задач в общестроительной практике применяется устройство деформационных швов.
Ниже приведём полный список проблем, когда этот элемент «работает» и помогает сохранить конструктивную целостность всего здания:

• сейсмическая активность земной коры;
• осадка грунта, подъём грунтовых вод;
• силовые деформации;
• резкое изменение температуры окружающего воздуха.

В зависимости от характера решаемой задачи все деформационные швы подразделяются на температурные, усадочные, сейсмические и осадочные.

Температурный деформационный шов

Конструктивно деформационный шов представляет собой разрез, который разделяет все строение на секции. Размер секций и направление деления – вертикальное или горизонтальное – определяется проектным решением и силовым расчётом статических и динамических нагрузок.
Для герметизации разрезов и снижения уровня теплопотерь через деформационные швы они заполняются упругим теплоизолятором, чаще всего это специальные прорезиненные материалы. Благодаря такому разделению конструктивная упругость всего здания возрастает и температурное расширение отдельных его элементов не оказывает разрушительного воздействия на остальные материалы.

Как правило, температурный деформационный шов проходит от кровли до самого фундамента дома, разделяя его на секции. Сам фундамент делить не имеет смысла, поскольку он находится ниже глубины промерзания грунта и не испытывает на себе такого негативного воздействия, как остальное здание. На шаг деформационных температурных швов будут влиять тип применённых строительных материалов и географические положение объекта, определяющее среднюю зимнюю температуру.

В статически неопределимых системах железобетонных зданий и сооружений кроме усилий от внешних нагрузок возникают дополнительные усилия в результате изменений температуры и усадки бетона. С целью ограничения величины этих усилий устраивают температурно-усадочные швы, расстояния между которыми определяют расчётом.
Расчёт допускается не делать для конструкций 3-й категории трещиностойкости при расчётных низких температурах наружного воздуха выше минус 40° С, если расстояния между деформационными швами не превышают нужных величин, приведенных в таблице СНиП. В любом случае расстояния между швами обязаны быть не больше:

150 м для отапливаемых зданий из сборных конструкций;
90 м - для отапливаемых зданий из сборно-монолитных и монолитных конструкций.

Для неотапливаемых строений и сооружений указанные значения необходимо уменьшать как минимум на 20 %. Для предотвращения происхождения дополнительных усилий при неравномерных осадках основания (разновысокие секции, сложные грунтовые условия и т.п.) предусматривается устройство осадочных швов.
Следует обратить внимание на то, что осадочные швы прорезают сооружение до основания, а температурно-усадочные швы - только до верха фундаментов. Осадочные швы в то же время исполняют роль и температурно-усадочных швов.

Схемы деформационных швов

Ширина температурно-усадочного шва обычно 2…3 см, она уточняется расчётом в зависимости от длины температурного блока и температурного перепада.

Основные моменты в проблеме температурного расчета

Мнение эксперта.
Неопределенность с жесткостными характеристиками основания в горизонтальном направлении - к примеру, учитывая скорость приложения температурной нагрузки, может иметь место изрядная реология. Трение о грунт будет разным на различных участках фундамента в зависимости от давления на грунт на этих участках. Локальные повреждения гидроизоляции - могут ли быть и стоит ли их учитывать? А локальные зоны пластики в грунтах? Ну и плюс, упомянутая мною обратная засыпка. Варьирование жесткостных характеристик основания в горизонтальном направлении может неоднократно изменять усилия от температурных нагрузок. Со сваями все еще труднее.

Нелинейность железобетона, его достаточно "длительные" жесткостные характеристики - какое будет изменение диаграммы деформирования железобетона при скорости нагружения, отличительной для температурных нагрузок? Я уже молчу про все остальные тонкости моделирования нелинейных свойств железобетона - как минимум нужно солидами моделировать, чтобы учесть снижение в том числе сдвиговой жесткости всех элементов, особенно массивных, которые являются концентраторами.

Неопределенность с самими температурными нагрузками. В железобетоне и без этих нагрузок будут раскрыты многочисленные трещины, а уж с учетом температуры - тем более. И понижаться будет не только жесткость каркаса, но и сами нагрузки, т.к. убавляется сама площадь элементов (в связи с образованием трещин), что знаменитыми мне методиками никак не учитывается.
Таким образом, считаю, что полноценный температурный расчет ЖБ каркасов в настоящее время - это гадание, и единственное, чему нужно верить - это опыт проектирования, отраженный в частности в рекомендуемых расстояниях между температурными блоками.

Осадочный деформационный шов

Второй важной областью применения деформационных швов является компенсация неравномерного давления на грунт при строительстве зданий переменной этажности. В этом случае более высокая часть здания (и соответственно, более тяжёлая) будет давить на грунт с большей силой, чем низкая часть. В результате могут образовываться трещины в стенах и фундаменте здания. Схожей проблемой может стать и осадка грунта в пределах площади под фундаментом здания.
Для предотвращения растрескивания стен в этих случаях используются осадочные деформационные швы, которые, в отличие от предыдущего типа, делят не только само здание, но и его фундамент. Нередко в одном и том же здании возникает необходимость применения швов различных типов. Совмещённые деформационные швы называются температурно-осадочными.

Антисейсмические деформационные швы

Как следует из их названия, такие швы применяются в зданиях, находящихся в сейсмоопасных зонах Земли. Суть этих швов в делении всего здания на «кубы» – отсеки, представляющие сами по себе устойчивые ёмкости. Такой «куб» должен быть ограничен деформационными швами со всех сторон, по всем граням. Только в этом случае антисейсмический шов будет работать.
Вдоль антисейсмических швов устраиваются двойные стены или сдвоенные ряды опорных колонн, которые являются основой несущей конструкции каждого отдельно взятого отсека.

Усадочный деформационный шов

Усадочные деформационные швы применяются в монолитно-бетонных каркасах, поскольку бетон при затвердевании имеет свойство несколько уменьшаться в объёме из-за испарения воды. Усадочный шов не допускает возникновения трещин, которые нарушают несущую способность монолитного каркаса.

Смысл такого шва в том, чтобы он расширялся всё больше, параллельно твердению монолитного каркаса. После того как твердение закончится, образовавшийся деформационный шов полностью зачеканивают. Для придания герметической стойкости усадочным и любым другим деформационным швам применяют специальные герметики и гидрошпонки.