Деформационные швы. конструктивные особенности стен в сейсмических районах
При повышении температуры частицы материала стены, расширяясь, давят друг на друга и при большой ее протяженности в ней накапливаются огромные внутренние усилия, которые могут привести к трещинам. В этих случаях, чтобы исключить образование таких трещин, от верха (обреза) фундамента и по карниз здания включительно, в стенах устраивают так называемые температурные швы (рис. 56). За счет изменения толщины этих швов (сжатие, расширение) гасятся линейные температурные изменения размеров стен и связанные с этими изменениями внутренние усилия. Расстояния между швами определяют при проектировании по нормам.
Трещины в стенах могут появиться также в том случае, когда осадка стен за счет уплотнения грунта под подошвой фундамента не одинакова, а также если не одинакова усадка материала самих стен по периметру здания. При неоднородных грунтах, при строительстве здания по очередям, при пристройке нового здания вплотную к старому, а также в местах перепада высот здания более чем на 10 м устраивают осадочные швы. В таких швах прокладывают два слоя толя, облегчающих взаимное скольжение двух стен при неравномерной осадке.
Рис. 56. Схема размещения и конструкции деформационных швов:
а — фасад здания; б — температурный или осадочный шов с пазом и гребнем; в — то же, «в четверть»; г — температурный шов с компенсаторами; 1—температурный шов; 2 — осадочный шов; 3 — стена; 4 — фундамент; 5 — утеплитель; 6 — компенсатор; 7 — рулонная изоляция
Рис. 57. Схемы расположения несущих стен в зданиях сейсмических районов: а — неправильное расположение (входящие углы. 1—4 подвергаются разрушению); б — правильное расположение стен (образующие замкнутые сейсмостойкие отсеки 5, 6, 7, 8 — антисейсмический шов); в — рекомендуемое симметричное расположение поперечных стен; г — нерекомендуемое несимметричное расположение поперечных стен; д — нерекомендуемое расположение стен зданий (сейсмические силы будут стремиться разрушить примыкающие стены)
В отличие от температурных швов, начинающихся только от обреза фундамента, осадочный шов разрезает весь фундамент до его основания. Осадочный шов может выполнять функции температурного шва. Температурный шов, поскольку он не разрезает фундамента, функций осадочного шва выполнять не может.
Кроме температурных к осадочных швов, в зданиях могут встретиться швы антисейсмические и усадочные. Антисейсмические швы устраивают в зданиях строящихся в сейсмиче ских районах. Сейсмиче скими называются районы подверженные землетрясе ниям. При проектировании для таких районов, кроме обычных нагрузок на здание (в том числе на стены),
Рис. 58. Расположение сейсмических поясов в зданиях с каменными стенами: а — фасад; б — разрез по стене; в — план наружной стены; г — конструкция антисейсмических поясов наружной стены; д — то же, внутренней; е — деталь плана антисейсмического пояса наружной стены; 1 — антисейсмический пояс; 2 — железобетонный сердечник в простенке; 3 — стена; 4 — панели перекрытия; б — арматурный каркас в швах между панелями перекрытий
учитывают воздействие сейсмических сил, считая условно, что они действуют горизонтально.
Силу землетрясения определяют по 12-балльной шкале, причем сейсмичность до 6 баллов включительно для зданий не опасна и при проектировании не учитывается Сейсмичность района строительства определяют по картам сейсмического районирования Основными мерами при проектировании для районов с сейсмичностью более 6 баллов являются: разрезка здания в плане по вертикали на самостоятельные объемные блоки антисейсмическими швами, образуемыми двумя стенами (рис. 57) или двумя стоящими рядом колоннами; проектирование зданий простой формы в плане и небольших размеров; исключение входящих углов стен (рис. 57, а, поз. 1—4).
Внутренние поперечные стены проектируют сквозными, на всю ширину здания, а проемы и простенки в стенах — одинаковой ширины, — по всему фасаду равномерно. Вес конструкций облегчают, кирпичную кладку армируют вертикальной и горизонтальной стальной арматурой, стены связывают по периметру монолитными железобетонными поясами и т. д. (рис. 58). Перечисленные меры удорожают строительство от 4% при сейсмичности 7 баллов и до 12% — при 9 баллах.
Кроме рассмотренных трех типов деформационных швов, в монолитных бетонных и в глинобитных стенах значительной протяженности устраивают усадочные швы, так как при твердении монолитные стены уменьшаются в объеме. После усадки ширина шва увеличивается и его заделывают раствором.
СП 14.13330.2018 «Строительство в сейсмических районах»
6.1.2 Здания и сооружения следует разделять антисейсмическими швами в случаях, если:
— здание или сооружение имеет сложную форму в плане; — смежные участки здания или сооружения имеют перепады высоты 5 м и более, а также существенные отличия друг от друга по жесткости и (или) массе.
Допускается устройство антисейсмических швов между высокой частью и 1-2-этажными пристраиваемыми частями зданий путем шарнирного опирания перекрытия пристройки на консоль высокой части. Глубина опирания должна быть не менее суммы взаимных перемещений и минимальной глубины опирания с обязательным устройством аварийных связей.
Для случаев, когда устройство осадочного шва не требуется, допускается не устраивать антисейсмические швы между зданием и стилобатом при расчетном обосновании совместности их работы и выполнении соответствующих конструктивных мероприятий.
Не допускается устройство антисейсмических швов внутри помещений, которые предназначены для постоянного проживания или длительного нахождения МГН.
В одноэтажных зданиях высотой до 10 м при расчетной сейсмичности 7 баллов антисейсмические швы допускается не устраивать.
6.1.3 Антисейсмические швы должны разделять здания или сооружения по всей высоте. Допускается не устраивать шов в фундаменте, за исключением случаев, когда антисейсмический шов совпадает с осадочным.
В случае превышения расстояний между антисейсмическими швами сверх установленных расчет сооружений следует выполнять с учетом волнового характера сейсмического воздействия, неоднородности и неравномерности сейсмического воздействия в плане сооружения по методикам, согласованным в установленном порядке.
6.1.6 Антисейсмические швы следует выполнять путем возведения парных стен или рам, либо рам и стен.
Ширину антисейсмического шва следует назначать по результатам расчетов в соответствии с 5.5, при этом ширина шва на каждом рассматриваемом уровне должна быть не менее суммы амплитуд колебаний смежных отсеков здания.
При высоте здания или сооружения до 5 м ширина такого шва должна быть не менее 30 мм. Ширину антисейсмического шва здания или сооружения большей высоты следует увеличивать на 20 мм на каждые 5 м высоты.
6.1.7 Конструкции примыкания отсеков здания или сооружения в зоне антисейсмических швов, в том числе по фасадам и в местах переходов между отсеками, не должны препятствовать их взаимным горизонтальным перемещениям.
6.1.8 Конструкция перехода между отсеками здания может быть выполнена в виде двух консолей из сопрягающихся блоков с устройством расчетного шва между концами консолей или переходов, надежно соединенных с элементами одного из смежных отсеков. Конструкцией их опирания на элементы другого отсека должны быть обеспечено взаимное расчетное смещение элементов и исключена возможность их обрушения и соударения при сейсмическом воздействии.
Переход через антисейсмический шов не должен быть единственным путем эвакуации из зданий или сооружений.
6.5.3 Для обеспечения независимого деформирования перегородок следует предусматривать антисейсмические швы между вертикальными торцевыми и верхней горизонтальной гранями перегородок и несущими конструкциями здания. Ширину швов принимают по максимальному значению перекоса этажей здания при действии расчетных нагрузок с учетом прогиба перекрытия в эксплуатационной стадии, но не менее 20 мм. Швы заполняют упругим эластичным материалом.
6.14.11 В уровне перекрытий и покрытий следует устраивать антисейсмические пояса по всем продольным и поперечным стенам, выполняемые из монолитного железобетона или сборные с замоноличиванием стыков и непрерывным армированием. Антисейсмические пояса верхнего этажа должны быть связаны с кладкой вертикальными выпусками арматуры.
В зданиях с монолитными железобетонными перекрытиями, заделанными по контуру в стены, антисейсмические пояса в уровне этих перекрытий не устраивают.
ТСН 22-302-2000* Краснодарского края (СНКК 22-301-2000*) Строительство в сейсмических районах Краснодарского края
Антисейсмические швы 2.1.31. Здания и сооружения следует разделять антисейсмическими швами в случаях, если:
— здание или сооружение имеет сложную форму в плане; — смежные участки здания или сооружения имеют перепады высот 6 м (2 этажа) и более; — размеры здания в плане превышают предельные (см. СНиП II-7).
2.1.32. * В одноэтажных зданиях высотой до 10 м при расчетной сейсмичности 7 баллов антисейсмические швы допускается не устраивать.
2.1.33. * Антисейсмические швы должны разделять здания и сооружения по всей высоте. Допускается не устраивать шов в фундаменте, за исключением случаев, когда антисейсмический шов совпадает с осадочным.
2.1.34. Расстояние между антисейсмическими швами и высота зданий не должны превышать указанных в СНиП II-7.
2.1.35. * Антисейсмические швы следует выполнять путем возведения парных стен, рам или возведения рамы и стены.
2.1.36. * Ширина антисейсмических швов на каждом уровне должна быть не меньше суммы взаимных горизонтальных смещений отсеков от расчетной нагрузки и не меньше минимальной, которую для зданий высотой до 5 м следует принимать равной 30 мм и увеличивать на 20 мм на каждые 5 м высоты.
2.1.37. Ширина температурных, осадочных и антисейсмических швов, при их совмещении, принимается по наибольшей величине.
2.1.38. Конструкция шва и его заполнение не должны препятствовать сейсмическим колебаниям отсеков. Запрещается заделывать антисейсмические швы кирпичом, раствором, пиломатериалами и др. При необходимости антисейсмические швы можно закрывать фартуками или заклеивать гибкими материалами.
СП 31-114-2004 «Правила проектирования жилых и общественных зданий для строительства в сейсмических районах»
Лестничные площадки, располагаемые в уровне междуэтажных перекрытий, должны надежно связываться с антисейсмическими поясами или непосредственно с перекрытиями. По всей длине стены в уровне плит покрытия и верха оконных проемов должны устраиваться антисейсмические пояса, соединенные с каркасом здания.
В зданиях с несущими стенами высота два этажа и более кроме наружных продольных стен должно быть не менее одной внутренней несущей продольной стены.
В уровне перекрытий и покрытий, выполненных из сборных железобетонных элементов, по всем стенам без пропусков и разрывов должны устраиваться антисейсмические пояса из монолитного железобетона с непрерывным армированием.
В зданиях с монолитными железобетонными перекрытиями, заделанными по контуру в стены, антисейсмические пояса в уровне этих перекрытий допускается не устраивать. Плиты перекрытий (покрытий) должны соединяться с антисейсмическими поясами посредством анкеровки выпусков арматуры или сваркой закладных деталей.
Антисейсмические пояса верхнего этажа должны быть связаны с кладкой вертикальными выпусками арматуры. Антисейсмический пояс (с опорным участком перекрытия) должен устраиваться, как правило, на всю ширину стены; в наружных стенах толщиной 500 мм и более ширина пояса может быть меньше на 100—150 мм.
Высота пояса должна быть не менее толщины плиты перекрытия, класс бетона — не ниже В15.
Продольную арматуру антисейсмического пояса устанавливают по расчету, но не менее четырех стержней диаметром 10 мм при сейсмичности 7—8 баллов и не менее четырех стержней диаметром 12 мм — при 9 баллах.
Армирование кладки следует осуществлять сетками в горизонтальных швах и вертикальными отдельными стержнями или каркасами, размещаемыми в теле кладки или в штукатурных слоях. Вертикальная арматура должна быть непрерывной и соединяться с антисейсмическими поясами. Соединение вертикальной арматуры внахлест без сварки не допускается. При размещении вертикальной арматуры в штукатурных слоях она должна быть связана с кладкой хомутами, расположенными в горизонтальных швах кладки.
Вертикальные железобетонные включения (сердечники) должны устраиваться открытыми не менее чем с одной стороны и соединяться с антисейсмическими поясами.
Продольная арматура вертикальных обрамлений простенков должна быть надежно соединена с горизонтальным армированием хомутами, уложенными в горизонтальных швах кладки.
Блоки должны соединяться между собой сваркой закладных деталей или выпусков арматуры. Вертикальная арматура по торцам простеночных блоков, в том числе на глухих участках стен, должна быть соединена с выпусками арматуры из фундамента, вертикальной арматурой выше- и нижележащих простеночных блоков, в том числе блоков смежных этажей, и заанкерена в антисейсмическом поясе перекрытия верхнего этажа.
Строительство в сейсмических районах России. Антисейсмические швы.
Строительство в сейсмических районах России. Антисейсмические швы.
Россия в целом характеризуется умеренной сейсмичностью. Исключение составляют регионы Северного Кавказа, юга Сибири и Дальнего Востока.
В европейской части России высокой сейсмичностью характеризуется Северный Кавказ, в Сибири – Алтай, Саяны, Байкал и Забайкалье, на Дальнем Востоке – Курило-Камчатский регион и остров Сахалин.
Треть всех землетрясений России приходится на Камчатку.
Строительство сейсмостойкого здания обходится дороже аналогичного по площади, высоте и планировке здания.
Проектированию сейсмостойких зданий имеет свою специфику.
При проектировании и строительстве жилых и общественных зданий и сооружений их следует разделять антисейсмическими швами в случаях, если:
— здание или сооружение имеет сложную форму в плане;
— смежные участки здания или сооружения имеют перепады высоты 5 м и более, а также существенные отличия друг от друга по жесткости и (или) массе.
Допускается устройство антисейсмических швов между высокой частью и 1-2-этажными пристраиваемыми частями зданий путем шарнирного опирания перекрытия пристройки на консоль высокой части. Глубина опирания должна быть не менее суммы взаимных перемещений и минимальной глубины опирания с обязательным устройством аварийных связей.
Для случаев, когда устройство осадочного шва не требуется, допускается не устраивать антисейсмические швы между зданием и стилобатом при расчетном обосновании совместности их работы и выполнении соответствующих конструктивных мероприятий.
Не допускается устройство антисейсмических швов внутри помещений, которые предназначены для постоянного проживания или длительного нахождения МГН.
В одноэтажных зданиях высотой до 10 м при расчетной сейсмичности 7 баллов антисейсмические швы допускается не устраивать.
Антисейсмические швы должны разделять здания или сооружения по всей высоте. Допускается не устраивать шов в фундаменте, за исключением случаев, когда антисейсмический шов совпадает с осадочным.
В случае превышения расстояний между антисейсмическими швами сверх установленных расчет сооружений следует выполнять с учетом волнового характера сейсмического воздействия, неоднородности и неравномерности сейсмического воздействия в плане сооружения по методикам, согласованным в установленном порядке.
Антисейсмические швы следует выполнять путем возведения парных стен или рам, либо рам и стен.
Ширину антисейсмического шва следует назначать по результатам расчетов, при этом ширина шва на каждом рассматриваемом уровне должна быть не менее суммы амплитуд колебаний смежных отсеков здания.
При высоте здания или сооружения до 5 м ширина такого шва должна быть не менее 30 мм. Ширину антисейсмического шва здания или сооружения большей высоты следует увеличивать на 20 мм на каждые 5 м высоты.
Конструкции примыкания отсеков здания или сооружения в зоне антисейсмических швов, в том числе по фасадам и в местах переходов между отсеками, не должны препятствовать их взаимным горизонтальным перемещениям.
Конструкция перехода между отсеками здания может быть выполнена в виде двух консолей из сопрягающихся блоков с устройством расчетного шва между концами консолей или переходов, надежно соединенных с элементами одного из смежных отсеков. Конструкцией их опирания на элементы другого отсека должны быть обеспечено взаимное расчетное смещение элементов и исключена возможность их обрушения и соударения при сейсмическом воздействии.
Переход через антисейсмический шов не должен быть единственным путем эвакуации из зданий или сооружений.
Лестничные площадки, располагаемые в уровне междуэтажных перекрытий, должны надежно связываться с антисейсмическими поясами или непосредственно с перекрытиями.
По всей длине стены в уровне плит покрытия и верха оконных проемов должны устраиваться антисейсмические пояса, соединенные с каркасом здания.
В зданиях с несущими стенами высотой два этажа и более кроме наружных продольных стен должно быть не менее одной внутренней несущей продольной стены.
В уровне перекрытий и покрытий, выполненных из сборных железобетонных элементов, по всем стенам без пропусков и разрывов должны устраиваться антисейсмические пояса из монолитного железобетона с непрерывным армированием. В зданиях с монолитными железобетонными перекрытиями, заделанными по контуру в стены, антисейсмические пояса в уровне этих перекрытий допускается не устраивать.
Плиты перекры тий (покрытий) должны соединяться с антисейсмическими поясами посредством анкеровки выпусков арматуры или сваркой закладных деталей.
Антисейсмические пояса верхнего этажа должны быть связаны с кладкой вертикальными выпусками арматуры.
Антисейсмический пояс (с опорным участком перекрытия) должен устраиваться, как правило, на всю ширину стены; в наружных стенах толщиной 500 мм и более ширина пояса может быть меньше на 100—150 мм.
Высота пояса должна быть не менее толщины плиты перекрытия, класс бетона — не ниже В15. Продольную арматуру антисейсмического пояса устанавливают по расчету, но не менее четырех стержней диаметром 10 мм при сейсмичности 7—8 баллов и не менее четырех стержней диаметром 12 мм — при 9 баллах.
Армирование кладки следует осуществлять сетками в горизонтальных швах и вертикальными отдельными стержнями или каркасами, размещаемыми в теле кладки или в штукатурных слоях. Вертикальная арматура должна быть непрерывной и соединяться с антисейсмическими поясами. Соединение вертикальной арматуры внахлест без сварки не допускается. При размещении вертикальной арматуры в штукатурных слоях она должна быть связана с кладкой хомутами, расположенными в горизонтальных швах кладки.
Вертикальные железобетонные включения (сердечники) должны устраиваться открытыми не менее чем с одной стороны и соединяться с антисейсмическими поясами.
Продольная арматура вертикальных обрамлений простенков должна быть надежно соединена с горизонтальным армированием хомутами, уложенными в горизонтальных швах кладки.
Блоки должны соединяться между собой сваркой закладных деталей или выпусков арматуры. Вертикальная арматура по торцам простеночных блоков, в том числе на глухих участках стен, должна быть соединена с выпусками арматуры из фундамента, вертикальной арматурой выше- и нижележащих простеночных блоков, в том числе блоков смежных этажей, и заанкерена в антисейсмическом поясе перекрытия верхнего этажа.
Запрещается уменьшать ширину антисейсмических швов, указанную в проекте.
Антисейсмические швы необходимо освобождать от опалубки и строительного мусора. Запрещается заделывать антисейсмические швы кирпичом, раствором, пиломатериалами и др. При необходимости антисейсмические швы можно закрывать фартуками или заклеивать гибкими материалами.
