Ввиду того что кладка плохо работает на разрыв и на срез, в ней легко возникают при определенных условиях температурные и осадочные трещины. Во избежание появления таких трещин необходимо устройство осадочных и температурно деформационных швов зданий. Температурные швы перерезают только надземные конструкции и доходят до фундаментов, осадочные же швы перерезают стены и фундаменты.
Во избежание продувания швы в стенах должны иметь шпунт с прокладкой двух слоев толя. Перед штукатуркой они должны быть тщательно проконопачены паклей с обеих сторон стены.
Если происходит изменение профиля осадочного шва стены по высоте, например при смещении шпунта в сторону из-за смещения оси стены или изменения толщины стены в верхних этажах, то под шпунтом в месте перелома должно быть оставлено пространство для свободной осадки части стены со шпунтом.
К выбору места расположения деформационных швов и их конструкции надо подходить очень продуманно. Многие решения, вполне пригодные для железобетонных конструкций, оказываются неудовлетворительными для кладки.
Например, нельзя рекомендовать свободного опирания на стену балок перекрытий или перемычек в местах разрезки здания температурными швами. Опыт показывает, что вследствие больших сил трения при температурных деформациях происходят отрыв верхних рядов кладки и расстройство кладки прилегающего участка стены. Так же неудачно показали себя шарнирные вставки рандбалок в стенах. При неравномерной осадке отдельных участков здания шарнирная вставка дает перекос, который ведет к появлению трещин вкладке.
Температурный шов здания
Длинные стены разрезают по длине на участки такой протяженности, при которой по опыту строительства не возникают температурные трещины. Теоретический расчет температурных напряжений в стенах весьма труден, так как они смягчаются возможностью сокращения крайних участков стен и некоторой податливостью швов кладки при растяжении. Препятствием для температурного сокращения стен при понижении температуры являются фундаменты, которые находятся в условиях более высокой температуры. Температурные усилия растяжения в кладке уравновешиваются силами сжатия фундамента.
Такое сложное взаимодействие фундаментов и стен трудно поддается точному расчету. Поэтому ограничиваются весьма приближенными расчетами, основанными на эмпирических данных наблюдений за появлением температурных трещин в стенах.
Нормами проектирования каменных конструкций установлены следующие расстояния между температурными швами в доме (рис. 1).
Рис. 1. Максимальные допускаемые расстояния между температурными швами здания в м.
Приведенные на рис. 1 данные показывают очень большое влияние рода камня и раствора. Наименьших расстояний требуют цементные растворы. При сложных растворах расстояния увеличиваются в 1,5 раза и при известковых в 2 раза. Сплошной и пористый глиняный кирпич допускает вдвое большие расстояния между температурными швами по сравнению с кирпичом силикатным, бетонными и естественными камнями. Это объясняется разницей в коэффициентах линейного расширения кладки из кирпича и других материалов. Эти коэффициенты приводятся на рис. 2.
Рис. 2. Коэффициенты температурных удлинений на 1°
Температурное удлинение или укорочение кладки при длине кладки l и разности температур t1 и t2 выражается:
∆lt=lεt=(l(t1-t2)αt)/1000
На появление температурных трещин, оказывает влияние ослабление стен проемами. В этом случае помимо основных температурных напряжений в поясах кладки между проемами в углах возникают дополнительные напряжения вследствие того, что пояса кладки препятствуют сокращению простенков по ширине. Поэтому температурные трещины в первую очередь возникают в углах оконных проемов. Появлению температурных трещин способствует также ослабление стен бороздами или стойками каркаса. Температурные швы в стене на расстояниях, указанных на рис 1, обеспечивают кладку от появления трещин при наличии обычного ослабления стен проемами, но не учитывают ослабления стен бороздами.
Неотапливаемые здания подвержены появлению температурных трещин в большей степени, чем здания отапливаемые. Это же относится и к стенам незаконченных отапливаемых зданий, зимующим без отопления. Особенно обостряется развитие температурных трещин при резких изменениях температуры, например при наступлении первых больших морозов, когда земля не успела еще промерзнуть и вызвать соответствующее сокращение фундаментов. Вследствие этого происходит большое отставание температурных деформаций фундаментов от деформаций стен.
В кладке из силикатного кирпича и бетонных камней температурные напряжения увеличиваются за счет усадочных деформаций материала силикатной и бетонной массы, чего нет у красного кирпича. Особенно велики эти деформации в первые месяцы после изготовления силикатного кирпича и бетонных камней, но и в последующие месяцы они продолжаются, хотя в значительно меньших размерах. Максимальные расстояния между температурными швами не учитывают усадочных деформации в ранних возрастах бетонных камней и силикатного кирпича. Для смягчения усадочных деформаций в стенах из бетонных камней рекомендуется прокладывать по периметру здания на уровне надоконных перемычек и подоконников конструктивную арматуру сечением 2-4 см2. Те же конструктивные мероприятия в отдельных случаях могут применяться и в стенах из невыдержанного (в возрасте до 3 месяцев) силикатного кирпича.
Если кладка связана с железобетонными или металлическими конструкциями, имеющими температурные швы, и в местах этих швов в примыкающей кладке не сделаны температурные швы, то в кладке почти неизбежно возникнут температурные трещины. Возникающие температурные силы в конструкциях настолько велики, что препятствующая перемещению элементов конструкций кладка не в состоянии их погасить. Поэтому в местах разрезки прилегающих конструкций кладка должна быть также разрезана температурными швами. Наоборот, если в кладке требуются более частые швы, чем в прилегающих конструкциях, то разрезка последних в местах температурных швов не обязательна. Расчеты и практика показывают, что железобетонные и металлические рандбалки, пояса или обвязки в состоянии воспринять температурные усилия, возникающие в местах разрезки швами кладки. Если в этих местах не сделаны в кладке температурные швы, то возникают температурные трещины, которые сходят на нет внизу (к рандбалкам), где температурные напряжения погашаются прилегающими конструкциями.
Этим приемом пользуются иногда для устройства температурных швов в местах, неудобных для устройства обычных температурных швов в кладке, например при узких простенках. Несколько проемов по обе стороны от температурно деформационного шва перекрывают неразрезными балками, достаточными по сечению и длине заделки для восприятия температурных усилий. При таком устройстве температурный шов может перерезать пояс кладки в любой точке перемычки.
В некоторых случаях при устройстве температурных швов необходимо предусмотреть возможность расширения кладки при высоких летних температурах. Такие случаи встречаются при длинных зданиях, в которых замыкание среднего отрезка здания производится в холодное время. В практике строительства имели место случаи, когда в таких зданиях в жаркое время происходили выпучивание наружных стен, не имеющих свободного места для расширения, и отрыв их от поперечных стен. Во избежание этого в случае выкладки длинных стен в позднее осеннее или зимнее время температурные швы в доме должны иметь необходимую ширину для летнего расширения стены.
Температурные швы предохраняют здания от трещин при температурных деформациях. Насколько велики эти деформации, можно судить, например, по следующим данным: каменные здания, имеющие летом при температуре 20° С длину 20 м, зимой при температуре - 20°С становятся короче примерно на 10 мм.
Температурные швы делают также в виде шпунта, но не как осадочные швы, они проходят в пределах высоты стен здания. Ширину температурных швов в стенах при кладке назначают от 10 до 20 мм, меньшую при температуре наружного воздуха во время кладки 10°С и выше.
