Деформационный шов в ростверке
Деформационные швы в зданиях – какие и зачем
В этом выпуске непрошеных советов я поговорю о деформационных швах.
Сразу хочу заметить, что выполняя шов, нужно точно представлять его назначение. Есть температурно-усадочные швы (в кладке, в металле, в железобетоне), которые предназначены для защиты конструкции от разрушений при перепаде температур (даже зима-лето). А есть швы осадочные – те, которые страхуют здание от разрушения вследствие неравномерных осадок основания под фундаментом. Есть швы, совмещающие обе функции.
По первому типу швов все предельно ясно: их нужно делать, если длина конструкции превышает нормируемую. Дело в том, что любой материал при изменении температуры расширяется или сжимается. Величины этих деформаций достигают очень приличных значений, и в итоге могут привести к разрушению, поэтому нормы предусматривают жесткие требования по организации швов в конструкциях. Допустим, для железобетона требования по максимально допустимой длине приведены в Пособии по проектированию бетонных и железобетонных конструкций без предварительного напряжения арматуры.
То же самое можно найти в соответствующих нормах для кладки и металлических конструкций.
Если шов делать очень и очень не хочется, можно подтвердить расчетом, что при данной длине конструкции шов не требуется. Вот только обычно этого никто не делает, т.к. проще заложить шов…
Что представляет собой температурный шов? Это может быть просто зазор в конструкции, заполненный легкосжимаемым материалом и позволяющий стене (или другому протяженному элементу) спокойно расширяться-сжиматься при нагревании-охлаждении. Расчетами и опытным путем уже определено, какой длины может быть конструкция, чтобы она могла пережить температурные деформации без разрушения – при большей длине всегда есть риск возникновения трещин. Еще один нюанс: всегда проверяйте в литературе, на сколько расширяется тот или иной материал, чтобы толщины шва было достаточно для деформаций. То есть, алгоритм конструирования шва должен быть следующим:
- сначала определяете, на сколько способен расширяться материал при максимально возможной температуре в месте строительства;
- затем проверяете величину деформации при конкретной длине температурного отсека (чем он длиннее, тем больше деформация);
- после этого задаетесь шириной температурного шва, который должен покрыть температурные расширения материала.
Осадочные швы – с ними не все так однозначно. Проектировщик должен четко представлять, нужен ли такой шов, и зачем он нужен.
Для начала нужно запомнить, что осадочные швы надо делать в следующих случаях:
- если делается пристройка к существующему зданию;
- если есть перепад по высоте более чем в два этажа;
- если есть значительная разница в нагрузках в разных частях здания;
- если есть неравномерные слои грунта (вклинивающиеся и т.д.);
- если присутствуют просадочные или другие неблагоприятные инженерно-геологические условия, а здание – значительных размеров.
Что такое осадочные швы? Если температурные швы могут быть выполнены лишь в части конструкции (например, в кирпичной кладке или в надземной металлической части здания), то осадочные швы всегда выполняются от верха до низа здания – они должны разрезать все, и фундамент, и крышу. Осадочные швы, по сути, делят здание на две и более отдельных частей. Это очень важный момент, о котором не следует забывать. Если вы запроектируете шов в стене, но забудете о нем в перекрытии (или, что еще хуже – в фундаменте), то толку от такого шва будет мало. Просто напряжения перераспределятся, и трещины возникнут в другой части здания – но возникнут.
Еще обратите внимание на следующее: осадочный шов – это не всегда сквозная щель. Иногда к вопросу можно подойти творчески, главное понимать, зачем нам шов-то нужен. А нужен он для того, чтобы при разных осадках конструкции не разрушились. То есть, конструкции должны быть податливыми к деформациям – это главный критерий. Такую податливость можно обеспечить явным шарниром при опирании перекрытия в одном из пролетов здания, как показано на рисунке ниже. Можно себе представить, что при осадке одного из блоков, перекрытия просто слегка повернутся в месте опирания, но целостность здания нарушена не будет.
Рисунок взят из очень хорошей книги по швам, советую с ней ознакомиться. Ф. Волдржих «Деформационные швы в конструкциях наземных зданий».
Нужен ли деформационный шов в ростверке?
Собственно вопрос в названии.
Имеется 9-этажное кирпичное здание. Длина здания в крайних осях 53800мм. Фундамент свайный. Ростверк в виде лент под стены здания. Протяженность ростверка 55м.
Согласно таб.3 п.1.19 "Пособия по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелых и легких бетонов без предварительного напряжения арматуры (к СНиП 2.03.01-84)", наибольшее расстояние между температурно-усадочными швами, допускаемые без расчета, для сплошных монолитных конструкций находящихся в грунте составляет - 40м. А у меня 55м. Нужно ли делить дом пополам. И какой расчет нужно выполнить для установления максимального расстояния между швами?
Последний раз редактировалось kRAN, 19.05.2011 в 09:47 . Существует много примеров неразрезных фундаментов, причем длиной 100 м и выше.Расчет на неравномерность осадок, и, возможно, потребуют температуру учесть. Цель расчета: определение напряжений в фундаменте разрезанном и неразрезанном. Сравниваете два результата и принимаетет решение.
На вскидку: если нагрузки и грунты равномерны, то разницы особой быть не должно. Температура: я так понимаю грунты глинистые (если сваи), если фундамент заглублен и там установившиеся среднегодовые температуры, или слабо отклоняющиеся от таковых значений, то тоже разницы не будет особой.
Возникают технологические сложности. Kiev, Ukraine
Если принять такие исходные данные:
Ростверк 1: L=55 м
Ростверк 2: L=40 м
Разница температур = 60 градусов
Коэффициент линейного расширения: 12е-6
От продольного смещения закреплен только крайний узел
Балка на упругом основании:
То ЛИРА дает такие результаты:
Смещение свободного конца:
Ростверк 55 м = 39.6 мм;
Ростверк 40 м = 28.8 мм.
Т.е. больше нормативного в 1.4 раза.
(Данная Задача не является моделью Вашей задачи, но иллюстрирует температурные деформации)
__________________Love & Peace
Strength & Stability Разница температур = 60 градусов Разница между зимой и летом? И так температура будет скакать на отметке ростверка? Что-то не помню, чтобы в подвалах было холодно зимой и жерко летом. Санкт-Петербург Шмидт, а в стадии монтажа? Щелково МО Разница температур = 60 градусов не верно. потому что есть такой термин - как температура замыкания. для монолита она фактически равна температуре твердения (набирания прочности) бетона. и Вы хотите сказать, что для монолита зимой температура конструкции будет равна температуре окружающего воздуха?! а весь прогрев и прочие тепляки - коту под хвост? Шмидт, а в стадии монтажа? Разделяю мнение Forrest_Gump.
Если обеспечить температуру замыкания блоков (допустим залили в 4 прихватки и оставили между ними зазор 10/20 см с захлестами арматуры) близкую той, которая будет среднегодовой на отм ростверка то напряжения от колебания зима/лето будут не такими существенными, так как перепад температур очень мал. Дополнительно, чтобы швы не растягивались, температура замыкания должна быть чуть ниже средней, тогда дополнительное обжатие гарантируется.
Если на ето не обращать внимание, то можем получить и 60 градусов. Тогда все и начнет трещать. Kiev, Ukraine не верно. потому что есть такой термин - как температура замыкания
Спасибо. Пришлось открыть ДБН и посмотреть реальную картину.
Тогда получается так (исходные данные приблизительны):
зимой разница температур составит: -20 - (+15) = -35 градусов;
летом: 28 - 5 = 23 градуса
Тогда, при 35 градусах, задача (условная), решаемая в посте 3, имеет ответы:
Смещение свободного конца:
Ростверк 55 м = 23.1 мм;
Ростверк 40 м = 16.8 мм.
Т.е. больше нормативного в 1.37 раза.
Кстати, вопрос по СНиП 2.01.07, п.8.6:
"Замыкание части конструкции в законченную систему" – как понимать?
1. Заполнили скважину сваи бетоном, бетон набрал необходимую прочность – часть конструкции замкнулась в законченную систему?
2. Установили сборную плиту покрытия в проектное положение – часть конструкции замкнулась в законченную систему?
Love & Peace
Strength & Stability От продольного смещения закреплен только крайний узел С чего взяли что закреплять нужно крайний узел? Kiev, Ukraine С чего взяли что закреплять нужно крайний узел?
Я раньше говорил, что
(Данная Задача не является моделью Вашей задачи, но иллюстрирует температурные деформации)Вот такакя иллюстрация.
Я так понял, что реальная модель интереснее. Попробую.
Во вложении такая модель: ростверк 600*900 лежит на упругом основании, через метр устроены сваи D520. Сваи, ниже 3-х метров, защемлены (т.е. "гуляют" верхние 3 метра). Разница температуры в ростверке 35 градусов.
Смещение концов в ростверке 40 м = 6.94 мм; 55 м = 8.37 мм
Уточняем модель дальше?
__________________Love & Peace
Strength & Stability
Тогда получается так (исходные данные приблизительны):
зимой разница температур составит: -20 - (+15) = -35 градусов;
летом: 28 - 5 = 23 градуса
Почему такие перепады? Это на крыше могут быть такие значения. На уровне фундамента в разы меньше все!
Встречный вопрос. Как делали фундаментный бесшовный блок длиной 120 м на глинистом основании?
1. Заполнили скважину сваи бетоном, бетон набрал необходимую прочность – часть конструкции замкнулась в законченную систему?
2. Установили сборную плиту покрытия в проектное положение – часть конструкции замкнулась в законченную систему? На рисунке показано. Красным цветом - арматуры, черным - контуры блоков фундамента (захватки) Последний раз редактировалось Шмидт, 13.10.2014 в 09:58 . Сваи, ниже 3-х метров, защемлены (т.е. "гуляют" верхние 3 метра) А это с чего бы? Kiev, Ukraine Почему такие перепады?
ДЕЛЬТА tw = t_w – t_0c [1, формула 11.1]
ДЕЛЬТА tc = t_c – t_0w [1, формула 11.1]
t_w = t_ew; t_c = t_ec [1, п. 11.4]
t_ew = + 28оС; t_ec = - 20oC [1, п. 11.5]
t_0w = + 15oC [1, п. 11.7]
t_0с = + 5oC – начальная температура замыкания монолитного ЖБ ростверка (температура бетона, при бетонировании зимой) [1, п. 11.7]
ДЕЛЬТА tw = +28 – (+5) = 23 градуса
ДЕЛЬТА tc = -20 – (+15) = -35 градусов
+ коэффициент надежности по нагрузке для предельных значений ГАММА_fm = 1.1 (здесь не учтен)
Литература:
1.ДБН В.1.2-2:2006 «Нагрузки и воздействия»
Можно уточнить? Устраивается фундамент прихватками - между полученными блоками оставляют зазор 20 см. Блоки набирают некоторую прочность ПОСЛЕ ЧЕГО промежутки заполняются (напр. бетоном) И в этот момент часть конструкция замкнулась в законченную систему? (фиксируется температура и именуется "температурой замыкания").
так ли правильно понимать термин "конструкция, замкнутая в законченую систему"?
А это с чего бы?
Это мое приближенное представление о работе изгибаемой стойки в грунте (чтобы не моделировать еще и грунт).
т.е. если есть стойка, закрепленная в грунте, испытывающая изгиб, то угол поворота каждого поперечного сечения (и его смещение), от верха к низу, стремится от начального числа к нулю. Вот я на глаз (с потолка), прикинул, что влияние угла поворота и смещения будет существенно до 3-х метров.
Как бы Вы сделали?
__________________Love & Peace
Strength & Stability Как бы Вы сделали? Задал бы на бок сваи коэф. постели.
Жесткость материала уменьшил, как для длительного воздействия.
ДЕЛЬТА tw = t_w – t_0c [1, формула 11.1]
ДЕЛЬТА tc = t_c – t_0w [1, формула 11.1]
t_w = t_ew; t_c = t_ec [1, п. 11.4]
t_ew = + 28оС; t_ec = - 20oC [1, п. 11.5]
t_0w = + 15oC [1, п. 11.7]
t_0с = + 5oC – начальная температура замыкания монолитного ЖБ ростверка (температура бетона, при бетонировании зимой) [1, п. 11.7]
ДЕЛЬТА tw = +28 – (+5) = 23 градуса
ДЕЛЬТА tc = -20 – (+15) = -35 градусов
+ коэффициент надежности по нагрузке для предельных значений ГАММА_fm = 1.1 (здесь не учтен)
Литература:
1.ДБН В.1.2-2:2006 «Нагрузки и воздействия»
Повторюсь. Эти значения, для открытых поверхностей, подверженных воздействиям сезонных перепадов температур. В грунте, такого не будет. Это не сложно обосновать, если в нормах четко не прописано, температурным расчетом с определением поля температур.
В целом, задача не простая. Надо много математики. Но и проблема достаточно серьезная. И просто брать из норм не совсем верно будет. Соответственно, надо разрабатывать технологию производства с позиции температуры и жестко ее контролировать.
Разновидности деформационных швов в фундаментах и их использование
При возведении сооружений нельзя не уделить должное внимание такому нюансу, как деформационный шов в фундаментах. Исследуемое понятие представляет собой специальное связующее место, защищающее обустроенное основание от попадания влаги во внутренние помещения, колебаний грунта и температурных скачков. Актуальность правильного устройства шва возрастает в большинстве случаев в сейсмически опасных районах или при строительстве основания ленточного типа.
Разновидности швов и их технологические характеристики
В настоящее время при строительстве фундамента используются следующие виды деформационных швов:
- осадочные;
- усадочные;
- температурные;
- сейсмические.
Их многообразие обусловлено особенностями почвы, на которой планируется будущее строительство, и климатическими условиями местности.
Усадочный
Что касаемо усадочного деформационного шва, то его рациональнее использовать при строительстве оснований и сооружений, в основе которых преимущественное место занимает бетонная составляющая. Особую актуальность такое устройство фундамента приобретает при возведении монолитных и ленточных фундаментов.
Объясняется это тем, что при отстаивании и застывании бетон несколько сокращается в размерах за счет отдачи воды. В конечном итоге, даже незначительные деформации основания и стен могут привести к появлению трещин на поверхности.
Температурный
Названный шов целесообразнее обустраивать в средней полосе с характерной переменчивостью температурных режимов. Под процессом деформации в данном случае подразумевается изменение габаритов тел под воздействием температурных изменений.
По общему правилу, при нагревании физического тела его структура расширяется, а при охлаждении – сужается. Данный природный закон распространяется и на сооружения в совокупности со всеми его составными элементами.
При формировании температурного шва важно учитывать, что деформации способны создавать в защитных элементах избыточное давление как поперечной, так и продольной направленности.
Технология установки данных материалов предусматривает деление здания на квадратные отсеки в местах возможной деформации стен. Габариты квадратов формируются на основе точных расчетов. Шов в ленточном и плитном фундаменте выполняется с большей точностью за счет целостности и широкой площади поверхности.
В ходе выполнения расчета стоит учитывать следующие факторы:
- географическое размещение;
- сейсмическую активность;
- размеры сооружения;
- глубину промерзания почвы.
Некоторые строители скептически относятся к использованию деформационного шва, однако опытные рекомендуют выполнять шов по причине колебаний уровня промерзания грунта в различное время года.
Сейсмический
Устройство представленного вида целесообразнее проводить в районах со сложной сейсмической обстановкой. Присутствие в составе фундамента сейсмических элементов способно с максимально возможным шансом сбалансировать колебания грунта, защитив несущие стены и фундамент сооружения от перекосов и трещин.
Представленный шов предусматривает предварительную разбивку основания на несколько отдельных соединительных узлов в форме геометрических фигур (кубов), имеющих равные стороны.
Непосредственно по граням каждого из таких кубов должны размещаться деформационные швы, которые представляют собой специальные промежуточные звенья, защищенные с каждой из сторон надежной гидроизоляцией.
Наиболее универсальным вариантом в строительстве принято считать комбинирование усадочной и температурной технологий. Одновременное использование таких узлов, в сочетании с простотой монтажа, позволяет обеспечить эффективную защиту фундамента и самого сооружения от деформаций.
Осадочный
Данный шов, как правило, устраивается при возведении основания под сооружения с переменной этажностью, то есть имеющих в своем составе разное количество ярусов. Основное предназначение заключается в равномерном распределении общей допустимой нагрузки на цельный фундамент между конструкциями с большим и меньшим количеством этажей.
Ни для кого не секрет, что давление, создаваемое частью дома в 3 этажа, будет существенно больше, нежели частью в 2 этажа. Наряду с этим, устройство осадочных швов позволяет балансировать нагрузки, возникающие при оседании почвы.
Суть способа заключается в том, что фундамент и само сооружение разделяется на составляющие узлы, грани которых защищаются с каждой из сторон при помощи швов.
Представленная технология может применяться и при возведении плитного фундамента. Безусловно, использование связующего места при строительстве монолитной конструкции придает достаточную трудоемкость процессу, но впоследствии позволит избежать преждевременного растрескивания несущих элементов конструкции.
Посмотрите видео, как производится монтаж осадочного шва.
Особенности формирования
Перед устройством стоит обратиться к геодезисту за проведением расчета оптимального количества и мест размещения швов для возводимого сооружения. Установив искомые значения, приступаем к реализации намеченных планов.
В ходе выполнения важно учитывать следующие особенности:
- размер деформационного шва должен соответствовать размеру грани конструктивного элемента;
- оптимальное расстояние между узлами составляет 15 см для кирпичной кладки, 60 см для сооружений из дерева, 90 см для сборно-монолитных и монолитных конструкций;
- пучинистость почвы (с ростом степени пучинистости расстояние между швами пропорционально сокращается);
- конструктивные параметры сооружения;
- ширина (устанавливается от типа узла и габаритов сооружения);
- швы выполняются как на фундаменте (ленточный или плитный), так и на самом строении;
- необходимость устройства дополнительной защиты узлов (для ленточного – слой гидроизоляции, а для плиты – просмоленная пакля).
Рекомендуем посмотреть, как происходит сооружение шва в готовом основании.
Заключение
Строительство сооружения – сложный и трудоемкий процесс. От правильного устройства каждого элемента зависит период функционирования всего дома. Используя деформационный шов при возведении основания, вы обеспечиваете надежную долгосрочную защиту строения от перекосов и появления трещин.
Деформационный шов
Деформационный шов в бетоне – это разновидность «подвижного» компенсационного шва наряду с температурным и осадочным швом. Деформационными швами строители «разгружают» бетонные массивы и минимизируют нагрузки, которые приводят к поперечным, продольным и скручивающим усилиям и в итоге -к деформациям бетонных конструкций и оснований. Не все разрезы и швы в бетоне являются деформационными. Классификация швов в бетонных монолитных, сборных железобетонных конструкциях и основаниях (армированных и неармированных) достаточно обширна и сложна, и часто возникающая путаница в определениях в общем понятна: разных швов много, у них разное назначение, технология и конструкция, к тому же часто встречаются термины вроде температурно-усадочный шов; температурно-деформационный шов, температурно-компенсационный шов и так далее.
Усадочные и рабочие швы деформационными не являются. К деформационным, или подвижным (не корректное, но распространенное определение) относятся также швы температурные и осадочные, а также и варианты деформационных комбинированных швов.
Устройство деформационных швов
Устройство деформационных швов выполняют на стадии укладки бетона или же формируют разрез уже затвердевшей (набравшей часть марочной прочности) бетонной плиты. Первый вид формирования шва – монтажный, выполняют в примерной последовательности: Конструкцию (стяжку, плиту) делят на секции, используя эластичные или твердые материалы-прокладки. Демпфирующую закладную деталь из обвернутой рубероидом доски или бруса, пластиковой вагонки, полимерной ленты, стекла, рулонного материала для гидроизоляции или обрезка теплоизоляционной плиты и т.д. закладывают на полную глубину конструкции. После схватывания бетона закладка-демпфер может извлекаться из шва, который далее заполняют теплоизоляционным материалом, уплотнительным жгутом или шнуром типа Вилатерм и герметизируют определенным видом мастики или герметика, но может и оставаться в шве на все время эксплуатации конструкции, согласно виду конструкции и ее назначению. Пример: деформационный шов фундаментной плиты:
Второй метод устройства шва: разрезают частично затвердевшие бетонные плиты не на всю глубину, а только на нормированную. Затем шов зачищают и заделывают – опять же в зависимости от размеров и назначения шва: или специальными эластичными профилями, изоляторами, демпферами, или только полимерным герметиком (мастикой). Есть случаи, когда шов следует оставлять незаполненным.
Конструкция деформационного шва
Шов должен быть идеально прямой. Пересекаться швы должны исключительно под прямыми углами. Но одновременно с этими правилами важно выполнить и еще одно: никогда не делать Т- образный (в плане) стык рассечения, поскольку такая фрагментация создаст дополнительные неравномерные нагрузки в конструкции. Когда треугольные пересечки швов (в плане) неизбежны, поступают следующим образом: «делят» плоскость на равносторонние фигуры, при этом получается больше швов.
Ширину швов делают в зависимости от толщины стяжки бетона или плиты, но минимум ширины шва равен 6 мм. Глубина сечения шва должна составлять от половины высоты плиты до четверти. Карта (внутренняя площадь в границах таких разрезов-швов) может не делиться на фрагменты в случаях, когда:
- Площадь не превышает 30 м2;
- Фрагмент квадратный;
- Фрагмент прямоугольный с соотношением сторон не более 1:1,5.
Еще несколько нормативных правил:
- Если площадка больше 30 м2, то ее делят еще одной группой усадочных швов.
- Для любой площади стяжки или плиты: если длина укладки бетона больше 250 см, то обязательно рассечение этой ленты швом. Такие ленты могут быть узкими, в этих случаях швы выполняют поперек ленты. Но если лента затвердевающего бетона шире 300 см, то швы выполняют продольными.
- В случаях, когда плита или стяжка предназначена для эксплуатации под открытым небом, резы делают в интервале 3 м при максимальной площади площадки не больше 9 м2.
- Дорожки или коридоры, уложенные монолитной стяжкой, рассекают поперечными резами в шаге до 600 см. шаг можно подсчитать, умножив на 2 ширину бетонной ленты.
- Поворотные углы Г-образных форм фрагментируют на квадратные или прямоугольные участки.
Плита пола, опоясывающая стойки, колонны небольшие фундаментные опоры и др. должна быть разрезана строго по квадратам, причем все углы этих квадратов должны быть расположены напротив плоскостей опор. Другими словами, следует повернуть площадку, ограниченную разрезами относительно опоры (колонны и т.д.) таким образом, чтобы угол поворота был 45 град.
Профиль деформационный
Рассеченные стяжки и основания должны сохранять конструкционную целостность. Для этого их укрепляют специальными элементами – деформационными металлическими профилями и/или уплотнителями. Профили могут помещаться в разрезы, или накладываться на сверху.
Компенсационный шов
Компенсационные швы бетонных конструкций и оснований (фундамента, стены, кровли и всех без исключения конструкций) выполняются целенаправленно и выглядят как разделение конструкций. Цель этой фрагментации – ослабить внутренние и внешние напряжения в бетонном монолите. Минимизировать воздействие внутренних напряжений необходимо, так как они ведут к неконтролируемым деформациям, а в тяжелых случаях и к полному разрушению бетонного монолита на всю его глубину. Деформации – причина низких характеристик построек, недолгой эксплуатации и многочисленных проблем с разнообразными трещинами, перекошенными оконными коробками и незакрывающимися дверями, и так далее.
Бетонное основание – долговечное, надежное и прочное, и пока еще бетону альтернативы нет. Есть новые технологии, присадки и наполнители – но все это лишь развитие и рост бетона, имеющего свои «корни» в глубокой древности. Одно из качеств бетона как искусственного микропористого камня – это некоторая капризность сформированных объемов конструкций, а также поверхностных реакций бетонных массивов в эксплуатации. Внутри бетонного монолита всегда действуют силы, порожденные разными причинами, и эти силы дают нагрузки как на саму бетонную конструкцию, так и на ее внутреннюю структуру. Эти нагрузки неконтролируемы, и их последствия – растрескивание монолита. Так и случается, если проектировщик и строитель не принял меры – то есть не компенсировал монолит разрезами. Пример – компенсационные швы в бетонной отмостке вокруг дома, о необходимости которых знает любой частный строитель. Отмостка обязательно отделяется пристеночным швом, который заполняют рулонным гидроизоляционным материалом на битуме или герметизируют водостойким безусадочным герметиком.
Делят отмостки на небольшие участки – всего по 200-250 см, поскольку работают эти простые конструкции в тяжелейших условиях – вода, перепады температур, сезоны жара-мороз и т.д. все швы отмосток делают под прямыми углами к примыкающим стенам, строго по перпендикуляру и на всю глубину заливаемой бетонной смеси. В шов закладывают просмоленную (антисептированную, промазанную битумом и обвернутую рубероидом – в самом простом варианте) деревянную доску толщиной 25-30 мм.
Доска на ребро будет выполнять функцию несъемной опалубки бетонного сектора отмостки, поэтому по верху доску выравнивают с основной съемной опалубкой заподлицо. Вместо доски сегодня можно взять специальную виниловую прокладку для швов, ее толщина различна, но для отмостки нужна толщина ленты до 1,5 см. Бетонируют отмостку только после устройства компенсационных швов.
Компенсационные разрезы, или швы – это своего рода демпферы бетонных монолитов. Пример: компенсационный деформационный шов в фундаменте, усиленный деформационными профилями:
Швы в бетоне могут быть не только подвижными, но и условно-неподвижными – это рабочие (холодные) швы бетонирования, вызванные как форс-мажором, так и заранее предусмотренными технологическими перерывами в укладке бетона. Как уже было сказано выше, технологические и холодные швы в бетоне деформационными ни в коем случае не являются, так же, как и усадочные швы (не путать с осадочными). Пример: деформационный шов плиты монолитного перекрытия, заполненный эластичными элементами:
Компенсационные швы делают не только в бетоне. Прорезать бывает необходимо и напольное покрытие, и основание пола по контуру дверных проемов, а также на участках перепадов высот (ступеньках) в плитах и стяжках. Такой шов, точно так же как шов под паркетными досками, оставляют незаполненным в помещении. На улице все швы обязательно герметизируют.
Осадочный шов
Осадочный шов тоже относится к деформационным швам и делается в целях разгрузки конструкции. Разницу между осадочным и температурным деформационным швом можно видеть (упрощенно) на рисунке:
Осадочный шов фундамента точно так же разрезает массив на две "независимые" части.
Деформационные швы, работающие в сложных условиях, могут быть усилены специальными элементами: арматурными стержнями, металлическими закладными пластинами и др.
Все компенсационные швы – необходимый элемент бетонной постройки: каркасов, массивов, элементов и узлов сборных конструкций, плоских плит и стяжек. Правильный шов – это гарант беспроблемной и долгой эксплуатации дома и любого сооружения. Для того, чтобы внутренние отделки и декоры сохраняли эластичность и не подвергались деформациям, точно так же необходимы компенсационные швы.
Температурный шов
Температурный шов – это деформационный шов в бетонной конструкции или основании. Наружный температурный шов-разрез разделяет дом на расчетные секции, в целях защиты материала стен, фундаментов и т.д. от деформаций в результате изменений температур бетона. Температурные швы обычно выполняют комбинированно с усадочными и компенсирующими сдвиги отдельных участков постройки в результате подвижек грунтового основания (сезонные осадки-пучения грунтов, как известно, ни предсказуемыми, ни равномерными быть не могут). Другие комбинации деформационных швов, к которым относятся и температурные, делают в целях разгрузки монтажных стыков между отдельными сборными элементами дома. Стыки должны сопротивляться не только поперечным и продольным напряжениям, но самым опасным – скручивающим, поэтому узлы стыков разрабатывают с деформационными швами. Расположены деформационные швы монтажных стыков на участках примыканий: бетонный пол с колоннами, маршами лестниц, пандусами и бордюрными камнями. А также и на любых участках конструкции, где есть излом плоскости или «ступенька» - например, перепад высот стяжки или плиты.
Температурные швы являются компенсационными, относятся к условно-эластичным и не имеют никакого отношения к усадочным швам и рабочим (технологическим или холодным) швам бетонирования. Совмещение температурного и усадочного шва всегда индивидуально и выполняется различно для массивного монолита, плит и стяжек.
Чтобы не запутаться в обширной терминологии: для упрощения классификации швов нужно подразделять их по нагрузкам и воздействиям на конструкцию, которые эти швы должны компенсировать.
Температурно-усадочные швы
Температурно-усадочные швы – это совмещение деформационных швов различного назначения в один, когда это возможно. Все температурно-усадочные швы обязательно герметизируют.
Усадочный шов
Усадочный шов фрагментирует конструкцию (плиту), при этом разрез никогда не доводят до нижней грани плиты. Усадочные напряжения в бетоне велики, и если не разгрузить плиту, то бетон не просто растрескается, а может стать непригодным к дальнейшей эксплуатации (или потребуется сложный дорогостоящий ремонт, установка пакеров и инъекции) из-за ряда глубоких сквозных трещин в напряженных зонах. Усадочный разрез делают по расчету – на часть высоты плиты, тем самым ослабляя рабочее сечение. «Где тонко, там и рвется»: усадочная трещина пойдет предсказуемо в глубину реза и не выйдет на загерметизированную поверхность конструкции. Усадочные швы часто совмещают с другими швами, в этих случаях может не быть ни трещин, ни разломов. Усадочные швы – это компенсаторы деформаций в массивах ж/б конструкций. Благодаря усадочным швам происходит компенсация деформаций усадок. Например, когда бетонная стяжка схватывается, она в силу физических факторов не может твердеть и терять влагу совершенно равномерно. Стяжку режут на карты – квадраты расчетной площади (в самых простых случаях для армированных стяжек это карты 6*6 м, если размер стяжки меньше – шов не нужен), и предусмотренные разрезы исключают появление непредусмотренных трещин.
Усадка бетона
Усадка бетона, или изменение объема забетонированных конструкций, начинается сразу же после завершения укладки бетонной смеси, продолжается в течение схватывания и твердения бетона и не всегда заканчивается после набора прочности - до нескольких месяцев и даже дольше. Потеря в объеме в результате усадки обычно находится в пределах 1-1,5%, это незаметно на глаз, но тем не менее может привести к растрескиванию бетона, отслаиванию поверхностного слоя и резкому снижению долговечности постройки - если не приняты меры по компенсации усадочных деформаций. Особенно опасны усадки бетона для несущих конструкций фундаментов, стен, перекрытий и т.д. Нормы допускают процент усадки, равный 3% для тяжелого бетона, или 0,4 мм/метр линейной конструкции. Уменьшение объема массивных конструкций вследствие усадки обязательно следует учитывать при бетонировании.
Величина усадки бетона зависит от многих факторов:
- От количества цемента – прямая зависимость;
- От вида цемента: высокоактивный и глиноземистый цемент даст большую усадку по сравнению с портланцементом;
- От водоцементного отношения – чем больше воды в бетонной смеси, тем сильнее будет усадка;
- От вида заполнителя: чем пластичнее заполнитель, тем меньше усадка;
- От удельного веса и крупности заполнителя: чем плотнее и крупнее заполнитель – тем меньше усадка. Бетон с пористым крупным заполнителем и песком мелкой фракции даст большую усадку.
- От качества уплотнения бетонной смеси при заливке. Вибро-уплотнение дает плотную упаковку зерен мелкого и крупного заполнителя и минимизирует пустоты, вследствие этого и усадка бетона намного меньше. Укладка с некачественным уплотнением приводит к усадочным трещинам в конструкции.
Процесс усадки бетона делится на стадии:
Первая усадка – пластическая, начинается уже при заливке смеси в опалубку и продолжается, пока вода испаряется из растворной смеси. Если не принять мер ухода за бетоном, не увлажнять и не защищать поверхности конструкций от солнца, ветра и излишнего тепла, то можно получить критическую усадку уже через 6-12 часов – до 4-5 мм/м, что приведет к образованию крупных поверхностных трещин. Что касается влаги, уходящей из жидкого бетона через неизолированную деревянную опалубку, из не укрытых грузовых и приемных емкостей, при слишком долгой перевозке смеси в жару и так далее – все эти нарушения технологии бетонирования приводят к снижению итоговой прочности конструкции, а в частности - к увеличению усадки. Компенсировать потерю воды можно пластификацией, но не превышая дозу реагента согласно инструкции. Разбавлять бетон водой для возвращения ему пластичности - значит увеличить усадку и снизить прочность. Пластическую усадку несложно уменьшить, но вторая стадия усадки необратима.
Вторая усадка – аутогенная, проходит в бетоне во время твердения и набора прочности. В защищенном бетоне величина этой усадки невелика – до 1-2 мм/м, но для массивного фундамента или стяжки — это достаточно серьезно. Чтобы предотвратить образование микротрещин, выполняют усадочные швы. Кроме того, бетонирование массивов в жару – это риск «запарить» бетон, поскольку при гидратации идет сильная экзотермия, что в итоге (если не охлаждать массив) даст внутренние напряжения в бетоне и трещины в конструкции. Снизить усадку можно и нужно, оптимизируя процесс укладки и ухода за бетоном. Оптимально - совмещать рабочие и усадочные швы.
Усадкой «при высыхании» современных бетонных конструкций обычно можно пренебречь. Но старое правило – заливать фундаменты и давать им выстояться около года – вовсе не архаизм, многие частные строители так и делают: заливают ленту или плиту весной, зимой бетону уже не грозят деформации и следующей ранней весной удобно начинать кирпичную кладку. Снижает усадку и армирование, и точный подбор состава бетона, и грамотное введение пластификаторов одновременно с уменьшением количества воды в бетоне.
Несколько «усадочных» нюансов:
- Если в составе вяжущего много извести, то сильную поверхностную усадку может дать карбонизация.
- Тяжелые бетоны дают меньшую усадку, чем легкие и пористые.
- При зимнем бетонировании не обойтись без антиморозных добавок, и нельзя забывать, что они могут способствовать увеличению усадки. Бесконтрольно пластифицировать бетон тоже нельзя, любая присадка должна быть в нормативных пределах по технической характеристике.
- Укладка смеси с тщательным вибрированием или штыкованием смеси значительно уменьшает усадку бетона. Уплотнять бетон можно любым способом: вибратором или садовой лопатой – главное эффективно выгнать воздух из смеси. Уплотнять заканчивают не раньше, чем прекратится появление воздушных пузырьков и на поверхности не появится цементное молочко.
- Уход за бетоном: уложенный бетон должен быть влажным, оптимально 70-75% влажности, это снижает усадку.
- Чем больше массив конструкции, тем больше значение усадки. На малых формах усадка незаметна и практически безвредна.
- Усадка неармированных конструкций больше, чем усиленных армокаркасами.
- Вовремя (при замесе) введенная пластификация снижает усадку, добавка пластификатора при форс-мажоре, например, чтобы реанимировать бетон на четвертом часу его жизни в миксере – увеличивает усадку и снижает прочность итогового бетона.
Экстремальные условия работ, зимнее и летнее (в жару) бетонирование, пренебрежение технологией приготовления, укладки и уплотнения бетонной смеси приводят к увеличению усадки и снижению прочности бетона.
Конструкция температурного шва
Устройство и конструкция температурных швов имеют свои особенности, отличающие эти швы от деформационных швов других видов. Например, в здании температурный шов делит весь надземный объем, но «не трогает» фундаментную часть: в грунте сооружение защищено от резких температурных перепадов. В бетонных полах и стяжках температурный шов оптимально совмещать с усадочным, а если технология и процесс частной стройки на нужном уровне – то и с конструкционным (рабочим) швом бетонирования.
Расстояние между температурными швами
Шаг температурно-усадочных швов рассчитывают исходя из вида бетона, массивности и протяженности конструкций, климата и условий работы и еще многих факторов. Этот шаг может быть меньше 0,5 м в бетонной стяжке узкого коридора, и до десятков метров в сборной ж/б конструкции. Таблица 10.2.3 СП63.13330.2012 Бетонные и железобетонные конструкции, исключительно для примера:
Температурный шов в бетоне
Для того, чтоб компенсировать нагрузки от подвижек грунтового основания и постройки относительно отмостки, делают температурный шов. Например, разделение отмостки и ее гибкая привязка с фундаментом будут демпфировать нагрузки, и отмостка не будет подвергаться критическим деформациям и прослужит долго. Пример: классический температурно-усадочный шов в бетоне:
Деформационные швы
В статически неопределимых системах железобетонных зданий и сооружений кроме усилий от внешних нагрузок возникают дополнительные усилия вследствие изменений температуры и усадки бетона. С целью ограничения величины этих усилий устраивают температурно-усадочные швы, расстояния между которыми определяют расчётом.
Расчёт допускается не производить для конструкций 3-й категории трещиностойкости при расчётных зимних температурах наружного воздуха выше минус 40° С, если расстояния между швами не превышают величин, приведенных в табл. 3 Пособия к СНиП (67.5 kB; 8y ago ; загрузок: 14462)
В любом случае расстояния между швами должны быть не более:
150 м для отапливаемых зданий из сборных конструкций 90 м — для отапливаемых зданий из сборно-монолитных и монолитных конструкцийДля неотапливаемых зданий и сооружений указанные значения следует уменьшать на 20 %.
Для предотвращения возникновения дополнительных усилий при неравномерных осадках основания (разновысокие секции, сложные грунтовые условия и т.п.) предусматривается устройство осадочных швов.
Схемы деформационных швов изображены на рис. Следует обратить внимание на то, что осадочные швы прорезают сооружение до основания, а температурно-усадочные — только до верха фундаментов. Осадочные швы одновременно выполняют роль и температурно-усадочных швов.
Ширина температурно-усадочного шва обычно 2…3 см, она уточняется расчётом в зависимости от длины температурного блока и температурного перепада.
Актуальные вопросы расчёта
Основные моменты в проблеме температурного расчета на мой взгляд:
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 разных участках фундаментной плиты 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 многократно изменять усилия от температурных нагрузок. Со сваями все еще сложнее. Нелинейность железобетона, его "длительные" жесткостные характеристики - каково будет изменение диаграммы деформирования железобетона при скорости нагружения, характерной 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 снижаться будет не только жесткость каркаса, но и сами нагрузки, т.к. уменьшается сама площадь элементов (в связи с образованием трещин), что известными мне методиками никак не учитывается.Таким образом, считаю, что полноценный температурный расчет ЖБ каркасов в настоящее время - это гадание, и единственное, чему можно верить - это опыт проектирования, отраженный в частности в рекомендуемых расстояниях между температурными блоками.
Читайте также: