CC BY
65
ВЕСТНИК 8/2011
ДЕФЕКТЫ ЗАПОЛНЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРНО-УСАДОЧНЫХ ШВОВ МНОГОЭТАЖНЫХ ЖИЛЫХ ЗДАНИЙ
DEFECTS OF FILLING OF TEMPERATURE AND SHRIKAGE
CONSTRUCTION JOINTS OF MULTISTORY APARTMENT
BUILDINGS
A.H. Малахова, A.C. Балакшин
A.N. Malakhova, A.S. Balakshin
ФГБОУ ВПО МГСУ
Обсуждается разделение многоэтажных жилых зданий на температурно-усадочные блоки, конструктивное решение температурно-усадочных швов и дефекты их заполнения, а также причины деформирования материала швов.
It is discussed the separation of multistory apartment buildings on the temperature and shrinkage blocks, the design solution of construction joints and defects in their filling, and the reasons for the deformation of the material seams.
Известно, что протяженные здания должны быть разделены температурно-усадочнымн швамн на блоки. Расстояние между температурно-усадочными швами, как правило, должно устанавливаться расчетом. Между тем, нормы [3,4] определяют максимальное расстояние между температурно-усадочными швами в зависимости от конструктивного решения зданий и климатических условий строительства. В таблицах 1 и 2 приведены максимальные расстояния в метрах между температурно-усадочными швами для многоэтажных железобетонных зданий.
Таблица 1
Расстояния между температурно-усадочными швами, м
конструктивное решение многоэтажных железобетонных зданий
сборное монолитное и сборно-монолитное
каркасная конструктивная система колонная конструктивная система стеновая конструктивная система
60 50 40
Таблица 2
Годовой перепад среднесуточных температур, °С Город Расстояния между температур-но-усадочными швами, м
бескаркасные панельные здания
60 Москва 75
70 Новосибирск 60
80 Норильск 45
Таблица 3
Расстояния между температурно-усадочными швами, м
перекрестно-стеновая конструктивная система при монолитных перекрытиях
несущие наружные и внутренние стены 40
несущие внутренние и ненесущие наружные стены 50
8/2011 ВЕСТНИК
Для зданий в сборном железобетоне по сравнению с монолитными зданиями увеличивается длина температурно-усадочного отсека, что объясняется меньшим стеснением возникающих температурно-усадочных деформаций в сборных зданиях. Кроме того, если в зданиях каркасной (колонной) конструктивной системы сопряжение колонн с фундаментом всегда считается жестким, то в зданиях стеновой конструктивной системы соединение вертикальных несущих конструкций с фундаментами в монолитных зданиях рассматривается как жесткое, а в сборных зданиях может быть шарнирное, что также оказывает влияние на длину температурно-усадочного отсека.
Выполнение конструктивных нормативных требований относительно максимального расстояния между температурно-усадочными швами позволяет отказаться от расчета зданий на температурно-влажностные воздействия, а наличие температурно-усадочных швов приводит к уменьшению усилий в конструкциях и к ограничению раскрытия в них трещин до безопасного уровня. По пути разрезки зданий на темпера-турно-усадочные отсеки без выполнения расчетов, но с соблюдением конструктивных нормативных требований относительно назначения максимально возможного расстояния между температурно-усадочными швами идут во многих случаях при проектировании протяженных зданий.
В панельных зданиях вертикальные деформационные швы выполняются в виде спаренных поперечных стен, располагаемых на границе температурно-усадочных блоков. Указанные поперечные стены выполняются аналогично торцевым стенам панельных зданий, но без отделки. Температурно-усадочные швы закрываются металлическими или пластмассовыми компенсаторами из коррозиеустойчивых материалов во избежание попадания в них атмосферной влаги и мусора. Ширина вертикальных швов принимается не менее 20 мм.
В зданиях каркасной и колонной конструктивных систем по границам смежных блоков устанавливаются колонны, а температурно-усадочный шов разделяет плиты перекрытий и наружные продольные стены соседних блоков.
На рисунке 1 приведен пример конструктивного решения температурно-усадочного шва при устройстве его в кровле, устроенной по железобетонной плите покрытия здания [3]. На рисунке 2 показано конструктивное решение температурно-усадочного шва в наружных ненесущих стенах, устанавливаемых на перекрытия здания [4].
Следует отметить, что решающим моментом в сохранности заполнения температурно-усадочных швов, разделяющих здание на блоки, является заполнение швов материалами, обеспечивающими свободное перемещение конструкций соседних блоков.
И хотя это утверждение является очевидным, в возведенных, в том числе в последние годы, многоэтажных жилых зданиях имеют место дефекты заполнения темпе-ратурно-усадочных швов. Так, при проведении обследования четырнадцатиэтажного 5-ти секционного жилого здания, построенного в городе Апрелевка Московской области были выявлены дефекты заполнения температурно-усадочного шва между крайней и средней секциями здания.
На рисунке 3 показано состояние заполнения температурно-усадочного шва, проходящего по балконным плитам и ограждающим балкон стенкам (а), а также в плите покрытия (б).
Состояние заполнения температурно-усадочного шва в балконных плитах - неудовлетворительное (трещины, выпадение заполнения). В шве между кирпичными стенками ограждения балконов заполнение не предусматривалось. Стенки соединены гибкими металлическими связями, установленными при выполнении кирпичной
ВЕСТНИК МГСУ
8/2011
кладки (см. рис. 3 а). Шов между балконными плитами не может быть оставлен без заполнения во избежание попадания на нижележащий балкон атмосферной влаги и мусора. При этом независимое перемещение плит соседних балконов может быть достигнуто, например, выполнением бортиков по сопрягаемым краям плит с установкой поверху бортиков защитного фартука.
Рис.1. Деформационный шов (кровля):
I-железобетонная плита, 2-утеплитель, 3-пароизоляция, 4-дополнительный
слой пароизоляции, 5-стальной компенсатор, 6-выравнивающая стяжка, 7-бортик, 8-разделительный слой, 9-кирпичная кладка, 10-костыль,
II-основной водоизоляционный ковер, 12-дополнительный водоизоляционный
ковер, 13 - деревянный брусок, 14-защитный фартук из оцинкованной стали, 15, 16 - элементы крепления, 17 - минеральная вата
Состояние заполнения температурно-усадочного шва, проходящего в плитах покрытия также неудовлетворительное. Здесь температурно-усадочный шов при возведении здания был заделан цементно-песчаным раствором. Для увеличения теплозащитных свойств и, в какой-то мере, для увеличения податливости заполнения шва его заделка включала в себя пенопласт. Как показано на рисунке 3 б, заделка шва была практически разрушена в процессе эксплуатации здания.
Рис.2. Деформационный шов (наружная стена): 1- кирпичная стена, 2 - мастика, 3 - противопожарная рассечка из минераловат-ных плит, 4 - утеплитель (пено-полистирол), 5 - стена из бетонных камней, 6 - прокладка уплотняющая трубчатая Вилатерм -СМ, 7 - пароизоляции, 8 - минеральная вата
Деформирование и разрушение материала заполнения температурно-усадочного шва между крайней и средней секциями указанного выше обследованного здания может быть связано как с изменением температуры и влажности конструктивных элементов здания, так и с действием ветровой нагрузки, приложенной в торец крайней секции здания, как это показано на рисунке 4.
8/2011
ВЕСТНИК .МГСУ
Рис.3. Состояние заполнения температурно-усадочного шва, проходящего по балконным плитам и ограждающим балкон стенкам (а), а также в плите покрытия (б)
направление ветра
№ узла Перемещения
X (мы) X (мм)
5152 0.454 -0.058
5153 0.73 6 -0.132
5154 1.056 -0.232
5155 1.404 -0.358
5156 1.772 -0.507
5157 2 . 145 -0.691
5158 2 .530 -0.893
5159 2 .912 -1.130
5160 3 .288 -1.392
5161 3 . 652 -1.681
5162 4.004 -1.992
5163 4.341 -2.321
5164 4.709 -2.574
нагружение с ветром без ветра
Рис. 4. Горизонтальные перемещение плит перекрытия в указанных точках расчетной модели от ветровой нагрузки по границе температурно-усадочного шва (максимальное горизонтальное перемещение составляет 0,73 см.
Для количественной оценки величины горизонтального перемещения крайнего температурно-усадочного блока указанного выше обследованного здания был выполнен статический расчет блока здания с использованием программного комплекса ЛИРА (программа ЛИР-ВИЗОР). Расчетная модель крайнего блока представлена на ри-
ВЕСТНИК 8/2011
сунке 4. При выполнении статического расчета крайнего блока здания расчет производился дважды: сначала - без приложения ветровой нагрузки, затем - с приложением ветровой нагрузки. По результатам расчета, приведенным в таблице на рисунке 4 и отнесенным к перемещениям выделенных на расчетной модели точек перекрытий, расположенных на границе температурно-усадочного шва, можно определить, что максимальное горизонтальное перемещение (по оси X) составляет 0,73 см.
В заключение следует отметить, что при проектировании протяженных многоэтажных зданий, разделенных температурно-усадочными швами на отдельные секции, в ряде случаев следует учитывать деформирование и возможное разрушение материала заполнения температурно-усадочных швов здания в результате действия ветровой нагрузки
Литература
1. Конструкции наружных стен с теплоизоляцией из изделий «URSA». Выпуск 1. Многослойные стены с наружным слоем из тонкой штукатурки или кирпича. Материалы для проектирования и рабочие чертежи узлов. M., 2005, 216с.
2. Кровли. Руководство по проектированию, устройству, правилам приемки и методам оценки качества/ОАО ЦНИИПромзданий. M., 2002, 57с.
3. Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелых и легких бетонов без предварительно напряжения арматуры (к СНиП 2.03.01-84). - M., ЦИТП, 1989, с. 6-7.
4. Пособие по проектированию жилых зданий/ЦНИИЭПжилища. Вып.3. Конструкции жилых зданий (к СНиП 2.08.01-85). - M.: Стройиздат, 1989, с.14-1, с. 224-232
Literature
1. Constructions of the exterior walls insulated with products «URSA». Issue 1. Multilayered wall with an outer layer of fine plaster or brick. The materials for the design and working drawings of knots. M., 2005, 216s.
2. Roof. Guidelines for the design, construction, the rules of acceptance and methods of quality assessment / JSC TsNIIPromzdany. Moscow, 2002, 57C.
3. Manual for the design of concrete and reinforced concrete structures made of the heavy and light concrete without pre-tension reinforcement (to the SNIP 2.03.01-84). - M., TSITP, 1989. 6-7.
4. Manual for the design of residential buildings / TsNIIEPzhilischa. Issue 3. Constructions of residential buildings (SNIP 2.08.01-85 to). - Moscow: Stroyizdat, 1989, p.14-1,. 224-232
Ключевые слова: многоэтажные жилые здания, температурно-усадочные блоки, конструктивные решения, дефекты, причины деформирования
Key words: multistory apartment buildings, the temperature and shrinkage blocks, design decisions, defects, the reasons of deformation
Телефон: 8.499.186.31.60.
E-mail: malahov@gnext.ru.
Рецензент: к.т.н. Морозова Д.В., доцент кафедры «Строительные конструкции» Московского государственного открытого университета
