Антисейсмические швы в строительстве¶

Антисейсмический шов — это конструктивный элемент здания или сооружения, предназначенный для разделения его на отдельные отсеки (блоки) с целью снижения сейсмических нагрузок и предотвращения разрушений при землетрясениях. Шов представляет собой вертикальный зазор по всей высоте здания, который позволяет отдельным частям конструкции колебаться независимо друг от друга, не передавая разрушительные усилия соседним элементам.

¶Назначение и принцип работы

При землетрясении грунт под зданием совершает сложные колебательные движения, вызывая в несущих конструкциях инерционные силы. Если здание имеет сложную форму в плане (Г-образную, П-образную, Т-образную) или значительную протяжённость, разные его части колеблются с разной амплитудой и частотой. В местах соединения этих частей возникают концентрации напряжений, приводящие к трещинам и обрушению.

Антисейсмический шов разрывает жёсткую связь между отсеками, превращая сложное здание в несколько более простых и устойчивых объёмов. Ширина шва рассчитывается таким образом, чтобы при максимальных расчётных колебаниях соседние отсеки не соударялись друг с другом.

¶Классификация

По функциональному назначению антисейсмические швы подразделяются на:

• Температурно-усадочные — компенсируют деформации от перепадов температур и усадки бетона. В сейсмических районах они, как правило, совмещаются с антисейсмическими.
• Осадочные — разделяют здание на части с разной этажностью или нагрузкой на фундамент, чтобы избежать неравномерной осадки.
• Собственно антисейсмические — обеспечивают независимость колебаний отсеков.

По расположению различают поперечные и продольные швы. Поперечные делят здание на отсеки по ширине, продольные — по длине.

¶Конструктивные особенности

Антисейсмический шов устраивается по всей высоте здания — от подошвы фундамента до кровли. В фундаментах шов, как правило, не устраивается, если они представляют собой единую жёсткую плиту или перекрёстную ленту, однако при сложных грунтовых условиях фундаменты также разделяются.

В месте шва устанавливаются две спаренные несущие стены, колонны или рамы, образующие два независимых конструктивных отсека. Зазор между ними заполняется эластичным утеплителем (минеральной ватой, пенополистиролом) и закрывается снаружи фахверком или компенсатором из оцинкованной стали для защиты от атмосферных осадков. Изнутри шов закрывается декоративными накладками.

Ширина антисейсмического шва определяется расчётом и зависит от расчётной сейсмичности площадки, этажности и конструктивной схемы здания. Минимальная ширина обычно составляет 20–30 мм, но для высотных зданий в районах с 9-балльной сейсмичностью может достигать 100 мм и более.

¶Нормативное регулирование

В России требования к устройству антисейсмических швов регламентируются сводом правил СП 14.13330.2018 «Строительство в сейсмических районах». Согласно этому документу, здания с размерами в плане более установленных пределов, а также здания сложной формы в плане, должны разделяться антисейсмическими швами на отсеки. Предельные размеры отсеков зависят от конструктивной схемы (каркасная, крупнопанельная, со стенами из каменной кладки) и расчётной сейсмичности.

Для зданий с несущими стенами из кирпича или блоков предельная длина отсека при расчётной сейсмичности 7–8 баллов обычно составляет 60–80 метров, при 9 баллах — 40–50 метров. Для каркасных зданий допускаются большие размеры.

¶Применение

Антисейсмические швы обязательны при строительстве в районах с расчётной сейсмичностью 7 баллов и выше. Они применяются в жилых, общественных и промышленных зданиях. Также швы устраиваются при пристройке новых зданий к существующим, даже если новое здание само по себе не требует разделения.

Помимо чисто конструктивной функции, швы позволяют упростить расчётную модель здания: каждый отсек рассчитывается как отдельное здание, что снижает трудоёмкость проектирования и повышает надёжность конструкции.

¶Недостатки и ограничения

Устройство антисейсмических швов удорожает строительство, поскольку требует установки двойных стен или колонн по линии шва. Кроме того, швы являются потенциальными местами промерзания и протечек, поэтому требуют тщательной герметизации. При эксплуатации необходимо следить за состоянием компенсаторов и уплотнителей, своевременно заменяя повреждённые элементы.