Деформационные швы в зданиях

Известно, что любой конструктивный элемент здания в процессе эксплуатации несет в конструкции определенную силовую нагрузку. Она может быть связана не только с сейсмическими колебаниями или весом здания, но и с неравномерным расширением различных материалов при нагревании и их сужении при остывании. Например, коэффициенты температурного расширения стали и дерева значительно отличаются, этим и объясняется механическое разрушение деревянных балок, которые находятся в холодном подкровельном пространстве, закрепленные обычными шпильками или арматурой без терморазрыва.

Для решения этой проблемы используется устройство деформационных швов. Он представляет собой своеобразный разрез, который позволяет разделить конструктивные элементы строения на отдельные части, между которыми образуется свободное пространство. Это пространство позволит конструкции перемещаться при деформациях, благодаря чему деформирование не создаст избыточного напряжения. Таким образом, деформационный шов должен обеспечивать конструктивную упругость здания.

Наиболее часто этот элемент «работает» и помогает сохранить конструктивную целостность здания при сейсмической активности земной коры, осадке грунта, подъеме грунтовых вод, силовых деформациях, а также при резком изменении температуры окружающего воздуха. В зависимости от характера решающей задачи, все деформационные швы можно разделить на температурные, усадочные, сейсмические и осадочные.

Температурный деформационный шов

На данный момент самыми распространенными и ответственными считаются температурные деформационные швы здания. Необходимость их устройства, как правило, возникает из-за неравномерности температурных перемещений, которые испытывают разные части здания. В конструктивном плане наружные стены здания и кровля (при использовании бесчердачных покрытий) рассматриваются как жесткие единые плиты. В таких плитах деформационные нагрузки чаще всего возникают в зимний период, поскольку стороны стен, обращенные в сторону внутренних помещений и в сторону улицы, оказываются в совершенно разных условиях. Внешняя часть стен находится в условиях низкой температуры, поэтому и возникают температурные деформации, ведь материал стен стремится уменьшиться в объеме. При повышенных же температурах возникают деформации, направление на расширение. Так как все эти процессы происходят в пределах одной жесткой плиты, то в ее теле возникают внутренние напряжения, которые могут достигать критических значений. Температурный деформационный шов способен компенсировать это нагрузки, он разбивает строение на отдельные отсеки, размеры которых определяются расчетом.

Осадочный деформационный шов

Еще одной очень важной областью применения деформационных швов является компенсация неравномерного давления на грунт при строительстве зданий переменной этажности. Если осадка происходит равномерно под всеми несущими конструкциями здания, деформации не возникают, это можно назвать идеальным вариантом. Однако чаще всего разные части здания имеют разный вес, причиной чего может быть разная этажность, разное внутреннее освещение или архитектурные особенности этих частей. Также неравномерная осадка может возникнуть, если под отдельными частями строения грунт имеет разные характеристики. Если разница в величине осадке довольно большая, то в этом случае возникают вертикально направленные деформации (смещение, сдвиг), которые могут привести к разрушению опорных конструкций здания. Осадочные деформационные швы необходимо рассчитывать и устраивать так, чтобы компенсировать возникающие нагрузки и обеспечить возможность вертикального перемещения разделяемых ими частей строения. Следует отметить, что такие швы устраиваются по всей высоте здания, включая фундамент, тогда как температурные швы выполняются только по надземной части строения. Довольно часто в одном и том же здании может возникнуть потребность применения швов различных типов, такие совмещенные деформационные швы называют температурно-осадочными.

Усадочный деформационный шов

Усадочные деформационные швы в основном используются в монолитно-бетонных каркасах, так как при затвердевании бетон несколько уменьшается в объеме из-за испарения воды. Усадочный шов не допускает образование трещин, разрушающих несущую способность монолитного каркаса. Смысл такого шва заключается в том, чтобы он все больше расширялся, параллельно твердению монолитного каркаса. Как только твердение завершится, образовавшийся усадочный деформационный шов полностью зачеканивают. Чтобы придать герметичной стойкости любым видам деформационных швов, можно использовать специальные герметики и гидрошпонки.

Сейсмические деформационные швы

Сейсмические деформационные швы используются только в сейсмически активных регионах, или в регионах, где добываются полезные ископаемые и происходят изменения земной коры. Смысл таких швов заключается в делении всего здания на «кубы», то есть специальные отсеки, представляющие собой устойчивые емкости. Такой «куб» необходимо ограничить деформационными швами со всех сторон и по всем граням, и только тогда антисейсмический шов будет работать. Вдоль таких швов следует установить двойные стены или сдвоенные ряды опорных колонн, которые являются основой несущей конструкции каждого отдельно взятого отсека. Данный тип швов, как правило, используется для напольных покрытий, при применении их для стен и потолка необходимо согласовывать правильность подбора деформационного профиля со специалистом. Сейсмический шов должен гарантировать безопасность движения и постоянно сохранять конструктивное соединение по всей бетонной поверхности.

Расположение и размер деформационных швов необходимо определить еще на стадии проектирования здания. При этом следует учитывать все возможные нагрузки, вызывающие деформацию конструктивных элементов. Помните, что деформационный шов здания является не просто разрезом в кровле, полу или стене, он должен быть соответствующим образом оформлен, ведь в процессе эксплуатации такие швы испытывают значительные нагрузки. При превышении значения несущей способности шва возникают трещины. К сожалению, это явление довольно распространенное, предотвратить которое можно с помощью специальных металлических профилей для деформационных швов. Они способны обеспечить конструктивное усиление шва и его герметизацию. Этим и объясняется достаточно сложная структура профиля, который в основном состоит из алюминиевых или стальных направляющих и гидрошпонки. Тип металла профиля, как правило, выбирают, исходя из назначения нагрузок, которые воздействуют на деформационный шов. Гидрошпонка изготавливается из морозостойкой резины или специальных полимеров, она предотвращает попадание влаги и грязи во внутреннее пространство шва.

Грамотное проектирование деформационных швов и профессиональное их исполнение с применением качественного профиля позволяет обеспечить максимальную функциональность, надежность и долговечность этих защитных элементов конструкции здания.