Конструкции швов сжатия и растяжения

Многие знают, что бетонные покрытия имеют свойство расширяться во время высоких температур и повышенной влажности, а также сжиматься, когда данные параметры снижаются. Из всего этого следует, что если бетонные сооружения не смогут расширяться и сжиматься, образующееся напряжение пагубно на них отразится.

В связи с этим очень важно знать, что представляет собой деформационный шов в бетоне и почему он так необходим. Именно об этом и будет рассказано в данной статье строительного журнала samastroyka.ru.

Деформационные швы в бетоне: виды, когда нужны, как сделать

Когда создаются монолитные полы из бетона, деформационные швы должны быть обязательно. Важно чтобы он смог противостоять перепадам температур и усадке. Всё это имеет большое значение при организации теплого пола.

Также, деформационный шов в бетоне необходим в таких случаях:

• когда стяжка имеет площадь более 40 м;
• бетонный пол обладает сложной конфигурацией;
• одна из сторон помещения свыше 8 м;
• деформационный шов обязателен по периметру стен;
• рядом с проёмами дверей;
• в местах с высокой температурой пола и в участках соединения сооружений.

Благодаря деформационным швам, конструкции становятся защищёнными от усадки, изменений температур, ползучести бетона, колебаний параметров влажности, а также химических реакций.

Виды деформационных швов

Деформационные швы в бетоне бывают:

• изоляционные;
• усадочные;
• конструктивные.

Первый тип деформационного шва создаётся в бетонных сооружениях с целью исключить деформацию от архитектурных конструкций непосредственно на стяжку пола. Располагаются изоляционные швы вдоль стен, по периметру фундамента и вокруг имеющихся колонн.

Сделать деформационные швы в бетоне достаточно просто. Нужно уложить изоляционный материал в специально отведенных на это местах до того, как будет заливаться раствор из бетона.

Бетонная стяжка высыхает неравномерно, в результате появляется напряжение и как результат возникновение трещин. Избежать этого можно, если нарезать усадочные швы. Они размещаются по осям колонн, после чего производится стыковка с углами аналогичных элементов, уложенных по периметру колонн.

Как и чем сделать деформационный шов в стяжке пола

Выполнять нарезку деформационных швов нужно на глубину 1/3 стяжки. Делается она после финишной обработки пола. Для этих целей используется швонарезчик, имеющий функцию орошения режущего диска. Можно воспользоваться и другим способом. В данном случае применяются рейки требуемой величины, когда бетонный раствор ещё пластичен.

Конструктивные швы создаются в бетоне, когда один из этапов работы завершается. Важно чтобы форма торца обладала соединением шип-паз. Для этого используются рейки, расположенные поперёк продольной линии. Предварительно их стоит с одной из сторон покрыть битумом.

Немаловажно знать, что конструктивный шов ещё считается и усадочным.

Герметизация деформационных швов

Если бетонное покрытие создаётся в помещении с повышенной влажностью, следует обязательно произвести герметизацию швов. В противном варианте покрытие начнёт портиться.

Герметик подбирается исходя из предполагаемых нагрузок и условий эксплуатации бетонного пола. В большинстве случаев деформационные швы герметизируются при помощи мастики, силикона, термореактопласты, а также битума либо бутилкаучука.

Читайте также:

НЕСУЩАЯ СПОСОБНОСТЬ СТЕРЖНЕВОГО БРУСА

В предыдущей статье приводил описание нового стенового материала — стержневого бруса

При оформлении документов на патентование стержневого бруса столкнулся с проблемой нетривиальности расчетов несущей способности соединений на вклеенных стержнях.

Обращения к литературе и дипломированным специалистам готовых решений не дало, пришлось обращаться к СП и строительной механике. Здесь привожу расчет несущей способности стержневого бруса , возможно, заинтересованным читателям будет любопытно, а кто-то сможет меня поправить.

Данные для расчета:

Стержневой брус 150Х215Х6000мм, состоящий из двух крайних элементов (досок) сечением 25Х150 мм и пяти средних 33Х150 мм на вклеенных березовых стержнях Ø 25 мм поперечно сплачиваемым поверхностям, профиль в виде трапецеидального венцового профиля высотой 30 мм (Фиг. 3 отм. 5). Стержневой брус является строительным изделием, состоящим из длинномерных досок, сплоченных по пластям на поперечно вклеенные стержни из ТЛПД (под углом 90° из антисептированной сухой березы 1 сорта) на эпоксидной композиции: смола ЭД-20 высшего сорта — 100 в.ч., пластификатор МГФ9 — 25 в.ч., отвердитель ПЭПА — 12 в.ч., наполнитель древесная мука — 15 в.ч. Изделие предлагается использовать в качестве брусьев стен для возведения несущих и ограждающих конструкций малоэтажных деревянных зданий. Соединение на вклеенных стержнях рассчитывается как неподатливое соединение (п.8.5 СП 64.13330.2017), работающее на растяжение и выдергивание, изгиб стержня и смятие древесины сплачиваемых досок.

Нагрузки и воздействия.

Изделие при использовании в качестве брусьев стен испытывает следующие постоянные и временные нагрузки:

1. На растяжение поперек соединенным пластям от предварительно сжатых элементов, составляющих изделие, при этом соединение работает на растяжение вдоль волокон материала стержня и на сопротивление клеевого шва. Ввиду незначительных растягивающих воздействий, Fсж 0,08-0,12 кг/см2, данные нагрузки не учитываются;

2. На сжатие в вертикальной плоскости от веса частей здания, приходящейся на конструкцию стен. Данные напряжения не создают сдвигов в элементах изделия, так как каждый элемент опирается кромками на такие же элементы верхнего и нижнего бруса. Расчетная нагрузка берется как 300 тн — вес 3-х этажного здания 12Х12 м без учета основания, 125 тн — максимально возможный вес, приходящийся на брус нижнего венца с учетом самонесущих стен:

N = 125тн / (21,5см*1200см) = 4,8 кгс/см2.

При этом расчетное сопротивление древесины элементов изделия на сжатие поперек волокон составляет 2,7 МПа или 27,5 кгс/см2 (таб. 3 п. 3 СП 64.13330), следовательно, работа изделия в качестве брусьев несущих стен не может вызвать деформации в соединениях элементов брусьев;

3. Брусья, расположенные над проемами в конструкциях стен, работают как сжато-изгибаемая балка с защемленными концами, длина проемов может достигать 5,7 метров. При этом вклеенные стержни работают как нагельные соединения — на изгиб стержня и смятие древесины досок, составляющих изделие, предотвращая их сдвиг. Скалывание древесины досок изделия не учитывается при условии соблюдения требований к расстановке нагелей, так как прочность соединений определяется несущей способностью нагелей (стержней) (таб. 18 примечание 5 СП 64.13330). Расчетная изгибающая нагрузка определяется аналоговым методом, как предельная равномерно распределенная вертикальная нагрузка для балки из массива древесины сосны и ели 2 сорта, сечением 220Х220 мм;

4. Воздействия от касательных нагрузок, в местах примыкания балок междуэтажных перекрытий, крепящимся к стеновому брусу на шурупах при помощи металлических кронштейнов или на врубках, и между перекрытий от веса, например, навесного фасада. Касательные нагрузки направлены поперек несущей стене, при этом вклеенные стержни препятствуют выворачиванию элементов брусьев стен наружу и внутрь конструкции, работая на выдергивание и растяжение или продавливание и сжатие, а также на сдвиг клеевого шва, а доски, составляющие брусья, испытывают воздействия на скалывание вдоль волокон древесины. Предотвращение скалыванию достигается соблюдением минимальных расстояний осей устанавливаемых стержней до торцов, кромок, продольных осей сплачиваемых досок и осей соседних стержней, что увеличивает расчетные площади скалывания, аналогично нагельным соединениям по п.3. При такой работе соединений, сжатие (продавливание) стержня не учитывается, так как расчетное сопротивление сжатию вдоль волокон древесины стержня превышает расчетное сопротивление растяжению вдоль волокон более, чем в 2 раза (таб.3 СП 64.13330.2017). Расчетная касательная нагрузка определяется аналоговым методом, через расчетную несущую способность вертикально установленного дубового нагеля в два венца стены Ø 25 мм на 1 м длины бруса, длиной заделки нагеля равной 270 мм;

5. Жесткость и устойчивость конструкций стен, выполненных из стержневого бруса, обеспечивается за счет профиля шип-паз сопряжённых брусьев по их длине и минимальным размером профиля 25Х25 мм, а также за счет угловых соединений брусьев стен. Плотность контакта брусьев стен через поверхность профиля с учетом направления касательных нагрузок от веса здания и конструкции стен (по п.4) создают воздействия на скалывание вдоль волокон древесины, составляющей стенки профиля брусьев;

6. Прочие нагрузки (ветровая, снеговая, монтажная, транспортно-погрузочная, ослабления при пожаре и температурно-влажностные изменения) учтены через коэффициенты условий работы и введение дополнительного коэффициента запаса, Кз = 1,3.

Расчет несущей способности нагельного соединения под углом к волокнам при сдвиговых нагрузках, в соответствии с п.3 Нагрузки и воздействия (п.8.13 СП 64.13330.2017):

3.1 На смятие средних элементов на 1 шов сплачивания.

Для симметричных соединений:

Т см ср (КН) = 0,45 * с * d * Кα , где:

Кα — коэф., учитывающий угол установки стержней (нагелей), при 90° Кα = 0,7 (таб.19 СП 64. 13330);

с — толщина средних эл-тов, см;

d — диаметр стержня, см.

Для стержня Ø 20мм и толщине ср.эл-тов 33 мм:

Т см ср = 0,45*3,3*2*0,7 = 2,079КН или 212 кгс

Для стержня Ø 25мм и толщине ср.эл-тов 33 мм:

Т см ср = 0,45*3,3*2,5*0,7 = 2,599КН или 265 кгс

Для несимметричных соединений:

Смятие во всех элементах равной толщины (для брусьев, используемых в качестве балок, с толщиной элементов 45мм, при 45° Кα=0,9 ), Тсм (КН).

Т см (КН) = 0,3 * с * d * Кα

Для стержня Ø 25мм и толщине эл-тов 45 мм:

Тсм = 0,3*4,5*2,5*0,9 = 3,04КН или 310 кгс

3.2 На смятие крайних элементов на 1 шов сплачивания.

Т см кр (КН) = 0,75 * а * d * Кα, где:

а — толщина крайних эл-тов, см.

Для стержня Ø 20мм и толщине кр.эл-тов 25 мм:

Т см кр (КН) = 0,75*2,5*2*0,7 = 2,625КН или 267 кгс

Для стержня Ø 25мм и толщине кр.эл-тов 25 мм:

Т см кр (КН) = 0,75*2,5*2,5*0,7 = 3,281КН или 334 кгс

3.3 На изгиб на 1 шов сплачивания.

Т изг (КН) = 0,55 * d² + 0,025 * а² <= 0,8 * d²

T изг * √Кα * mп, где:

√Кα — квадратный корень из коэф. угла установки нагеля к волокнам сплоченной древесины;

mп = 1,1 / 1,3 — коэф. пересчета прочности древесины дуба к березе (таб.5 СП 64.13330.2017).

Для стержня Ø 20 мм:

Т изг (КН) = 0,55*2²+0,025*2,5² =2,356 КН <= 3,2 КН

T изг * √Кα * mп = 2,356 КН * √0,7 *1,1/1,3 = 1,69КН или 172 кгс {displaystyle {sqrt {quad }}}

Для стержня Ø 25 мм:

Т изг = 0,55*2,5²+0,025*2,5² = 3,593 КН <= 5 КН

T изг * √Кα* mп = 3,593 КН * √0,7 *1,1/1,3 =2,54КН или 259 кгс

Для стержня Ø 25 мм и угла установки 45°:

T изг * √Кα* mп = 3,593 КН * √0,9 *1,1/1,3 = 2,88 КН или 293 кгс

Расчет несущей способности соединения (п.8.16 СП 13330):

Трнс см = Тмин*Nш* mдл* Πmi из условия смятия и скалывания древесины;

Трнс изг = Тмин*Nш* √mдл* Π√mi из условия изгиба стержня, где:

Трнс = Расчетная несущая способность нагельного соединения; см — смятие и раскалывание, изг — изгиб;

Тмин — минимальная несущая способность на 1 шов сплачивания;

Nш — количество швов в соединении;

mдл (коэф. длительной прочности, режим нагружения Б) = 0,53;

Коэффициенты условий работы:

Πmi = mв* mт* mа* mс.с., где:

mв (коэф. условий эксплуатации, класс условий эксплуатации 3, таб. 7.4 СП 382.1325800) = 0,85;

mт (коэф. температуры эксплуатации, до 50°С) = 0,9;

mа (коэф. пропитки антипиренами) = 0,9 для древесины стержня и 1 для древесины элементов;

mс.с. (коэф. срока службы, не менее 100 лет, таб.7.5 СП 382.1325800) = 0,8 для изгиба, сжатия и смятия; 0,7 — для растяжения и скалывания вдоль волокон.

Минимальной расчетной несущей способностью 1-го шва соединения является сопротивление изгибу.

Расчетная несущая способность одного березового стержня Ø 20 мм:

Трнс (20мм) = 172 кгс * 6 швов * √0,53 * √0,85 * √0,9 * √0,9 * √0,8=

=172*6*0,728*0,9219*0,9487*0,9487*0,8944 = 557 кгс (1)

Расчетная несущая способность одного березового стержня Ø 25 мм:

Трнс (25мм) = 259 кгс * 6 швов * √0,53 * √0,85 * √0,9 * √0,9 * √0,8 = =259*6*0,728*0,9219*0,9487*0,9487*0,8944 = 839 кгс (2)

Расчетная несущая способность одного березового стержня Ø 25 мм для балки из 4-х элементов:

Трнс (25мм, α=45°, 4 элемента, сечение элементов 45Х150 мм) =

= 293 кгс* 3 шва*√0,53*√0,85*√0,9*√1*√0,8 = 500 кгс (3)

Расчетная несущая способность древесины раскалыванию поперек волокон под воздействием нагельного соединения зависит от площади скалывания и, при соблюдении минимальных расстояний центров стержней до кромок и торцов элементов, а также до ближайших центров стержней, установленных поперек элементов (в два ряда), несущая способность соединения определяется прочностью стержня.

Продолжение в следующей статье…

21 января 2019

Деформационные швы представляют собой специальные разрезы в конструкции сооружения, призванные разделить его на самостоятельные секции. Таким образом, проектировщики значительно снижают уровень нагрузок, оказываемых на блоки в участках, подверженных деформации при значительных перепадах температур и сейсмической активности. Также деф. швы необходимы для защиты здания от неравномерной усадки грунта. В отношении монтажа швов установлен ряд методических рекомендаций, государственных стандартов и норм, соблюдение которых строго обязательно.

Профили к деформационным швам

Для их заполнения применяются материалы, обладающие достаточной герметичностью, пластичностью, упругостью и изоляционными свойствами. В качестве наполнителей для швов используют специальные замазки, герметик, эластичные ленты, гидрошпонки. Прежде всего, заполнение шва необходимая мера в многоэтажных сооружениях.

Виды профилей классифицируются, исходя из назначения шва. Различают:

• Температурные;
• Усадочные;
• Сейсмические;
• Осадочные.

 В зависимости от задач, поставленных перед деформационным швом, профили могут быть:

• изоляционными;
• накладными;
• подкладными;
• водонепроницаемыми;
• терморасширяющимися;
• парапетными.

Для чего используется деформационный шов?

Рассмотрим ключевые цели его применения:

1. Деф. шовнеобходим для того, чтобы эффективно отделить облицованные плиткой поверхности от элементов конструкции: стен, колонн, цоколей. Таким образом, деформационные профили для плитки обеспечивает способность поверхности к незначительной подвижности в любых направлениях. Не менее важная функция шва — усиление звуко- и теплоизоляции.
2. Шов применяется для разделения внушительных площадей, облицованных плиткой, на секции (их количество зависит от места строительства и эксплуатационных условий). Разделительный шов обеспечивает компенсацию и поглощение напряжения, образованного вследствие изменения линейных параметров или других типов деформационных процессов (к примеру, механических или термогигрометрических). Благодаря шву монолитные сооружения надежно защищены от критической напряженности структуры.
3. Разделительные швы прерывают облицованную плиткой поверхность. В участках гибкого стыка температурные, усадочные и конструкционные швы могут дублироваться. Наличие специальных разрывов, обеспечивающих достаточную подвижность основания, повышают общую надежность и устойчивость конструкции.

Грамотное обустройство разделительных швов — мера, необходимая для эффективного контроля уровня напряжения, образующегося в конструкции облицованных поверхностей. Их наличие служит крепкой гарантией долговечности сооружения. Важнейшее требование, установленное в отношении швов — их протяженность через весь слой облицовки/основания и обязательное соединение со структурными швами.

Разделительные швы в строительстве

При возведении зданий и проектировке конструкций различного назначения разделительные швы играют первостепенную роль. Их главное предназначение — укрепить всю конструкцию и защитить строение от негативных последствий подъема грунтовых вод, сейсмической активности, механических воздействий. Обустройство деф. швов служит дополнительной мерой укрепления конструкции, защиты его от повреждения и усадки, возможной в случае изменения состава и плотности грунта.

Особенности разделительных швов

Каждому виду характерна своя уникальная специфика. Рассмотрим типы разделительных швов и их функциональное назначение:

Температурные

Применяются с целью обезопасить конструкцию от температурных сдвигов и колебаний. Их использование необходимо даже при стабильном, умеренном климате: вследствие перехода температуры от летней к зимней на зданиях появляются трещины, глубина которых зачастую достигает критических отметок. Возникновение трещин способно привести к тотальной деформации как самой “коробки”, так и основания. Чтобы избежать подобного исхода, в процессе строительства здание подвергается шовному разделению. Расстояние между швами определяется, исходя из материалов строительства. Также учитывается температурный максимум, характерный для местности. Температурные разделительные швы могут применяться исключительно на стенных поверхностях, что связано с минимальной подверженностью основания к температурным колебаниям.

Усадочные

Такие швы используются не столь часто, как температурные. Как правило, их применяют в отношении монолитно-бетонных конструкций. Связано это со склонностью бетона к затвердеванию и покрытию трещинами, способными разрастаться и образовываться полости. Если фундамент буквально испещрен трещинами, со временам основание может не справиться с нагрузками и полностью разрушиться.

Усадочный шов может применяться лишь тогда, когда фундамент полностью затвердел. Соблюдать данное правило строго необходимо, так как действие данного шва основано на его разрастании и полном заполнении объема до момента полного затвердевания бетона. После полной усадки фундамента основание надежно защищено от трещин.

Осадочные

Разделительные конструкции, применяемые на стадиях проектирования или возведения зданий различной этажности. К примеру, их использование потребуется при возведении здания, этажность которого варьируется в зависимости от стороны (с одной три этажа, с другой — четыре и т.д.). Особенностью такой конструкции является то, что сторона большей этажности будет оказывать гораздо более значительное давление на почву. В связи с неравномерно распределенным давлением на почву она непременно просядет, что способно привести к постепенному разрушению фундамента и стен. Вследствие перемены давления отдельные участки здания покроются сеткой трещин и полостей, в результате чего постройка может полностью разрушиться.

В целях предотвращения разрушения конструкции строители используют осадочный разделительный шов, укрепляющий стены и фундамент. Его задача — усилить основание, попутно обеспечив защиту стен. Осадочный шов имеет вертикальную форму, благодаря которой надежно фиксирует каждый элемент конструкции, от крыши до фундамента.

Сейсмические

Конструкции, служащие для повышения сейсмической устойчивости сооружения. Укрепления подобного типа активно применяются в районах повышенной сейсмоактивности. В городах, находящихся в зоне риска возникновения землетрясения, цунами и оползней, сейсмические разделительные швы являются обязательным элементом конструкции здания. Сейсмические швы призваны обезопасить дом от деформации вследствие толчков почвы. Их проектирование проводится по строго индивидуальным схемам. В результате проектирования внутри сооружения создается целая сеть самостоятельных сосудов, разделенных по периметру сейсмическими швами. Особенность такой конструкции состоит в ее особой устойчивости к обрушению.

Где заказать деформационные швы?

Компания ARFEN специализируется на производстве и поставке строительных материалов высокого качества. Мы предоставляем внушительный выбор профилей для разделительных швов, соответствующих действующим стандартам:

• ГОСТ 11262;
• ГОСТ 4670;
• ГОСТ 9550;
• ГОСТ 4648.

Представленный нами ассортимент изделий позволяет подобрать профиль с учетом ключевых параметров:

• материала изготовления;
• высоты, длины, ширины шва;
• компенсации сдвигов;
• цвета вставок.

Соблюдение международных стандартов качества и применение инновационных технологий позволяют нам предоставить заказчикам поистине богатый выбор материалов для решения различных задач в области современного строительства и проектирования.

Разделительные швы для любых целей

Безупречное качество по сдержанной цене — то, что выгодно отличает нашу продукцию на рынке. Профили для деформационных швов, представленные в нашем каталоге, обладают гидроизоляцией и способны компенсировать деформации различной степени. В ассортименте имеются полностью герметизированные профили, незаменимые при строительстве торгово-развлекательных комплексов, складов, производственных и промышленных объектов. Мы предлагаем разделительные швы, изготовленные из алюминия, поливинилхлорида и стали. В наличии имеются конструкции шириной 50/80/100/150 мм.

Также в каталоге ARFEN представлен богатый выбор деформационных швов для плитки, выполненных из искусственных полимеров со вставками из размягченного ПВХ. Благодаря уникальной конструкции шов эффективно препятствует проникновению влаги и грязи внутрь, продлевая эксплуатационный срок плитки.

На нашем сайте вы найдете подробные спецификации каждого профиля с указанием ключевых параметров, предназначения, материалов изготовления. Уточнить размеры и подобрать оптимальную конструкцию для вашего проекта всегда помогут наши квалифицированные онлайн-консультанты. Менеджеры знают особенности каждой позиции каталога, быстро произведут необходимые расчеты и дадут ценные рекомендации по подбору разделительного шва.

Установка разделительных швов

Швы допускают как горизонтальный, так и вертикальный монтаж. Подбор конструкции по типоразмеру проводится с учетом проектных решений и суммарных нагрузок. На весь модельный ряд предоставляется подробная инструкция по монтажу, а также видеоруководство, ознакомиться с которыми можно в специальном разделе сайта. Для совершения заказа вы можете оставить заявку на сайте, а также связаться с нами по указанному номеру.

Благодаря наличию производственных складов и представительств в Москве, Санкт-Петербурге и Казани мы можем смело гарантировать стабильный запас наиболее востребованных моделей и расцветок, а также оперативные сроки поставки заказов по всей России. Продукция, поставляемая компанией ARFEN, соответствует стандартам ISO, ГОСТ, СНиП, GMP, GLP, AAALAC.