Важный вид реконструктивных работ – надстройка зданий. Надстройка может выполняться как без усиления конструкций существующего здания, так и с усилением (возможно, даже с устройством для надстройки самостоятельного фундамента, независимого от существующего).
Возможны три вида надстроек:
1) устройство мансард, т.е. расположение помещений в подкрышном пространстве, на месте переустроенного чердака;
2) собственно надстройка здания, т.е. возведение еще нескольких этажей на существующих или автономных конструкциях;
3) размещение на функционально эксплуатируемой крыше небольших помещений и рекреационных пространств.
В конструктивном плане, надстройки чрезвычайно разнообразны:
1) в большинстве случаев стены надстраиваемой части повторяют несущие стены существующего здания;
2) иногда внутренние несущие стены заменяют в надстройке колоннами (столбами); возможно устройство самостоятельной каркасной системы по верху надстраиваемой части;
3) иногда надстройку выполняют на самостоятельных опорах (метод «Фламинго»);
4) промежуточные опоры в возводимой надстройке не возводят, а нагрузка передается только на наружные стены через систему мощных прогонов или ферм, спрятанных в толще перегородок;
5) возможны комбинации всех перечисленных решений надстройки зданий.
Распространенный вариант надстройки 4- и 5-этажных домов – устройство мансард. В зданиях с мансардами возможно расположение двухуровневых квартир (рисунок 3). Окна в помещениях мансарды могут располагаться: непосредственно в плоскости ската крыши; в вертикальной плоскости (по аналогии со слуховыми чердачными окнами); в плоскости наращи-
ваемых по высоте стен здания, т.е. в фасадной плоскости (рисунок 4). При применении двухуровневых мансард часто возникает проблема размещения внутриквартирных лестниц, являющихся не только коммуникативным средством, но и часто важным фактором решения интерьера.
| |
|||
Рисунок 4 – Размещение оконных проемов в крышах зданий с мансардами: а – в плоскости ската крыши; б – вертикально с выдвижением оконной коробки из плоскости крыши; в – то же, с наращиванием наружной стены здания; г – то же, с задвижкой оконных блоков в глубь помещения и устройством балконов
Экспериментальное проектирование показывает, что существующие 5-этажные здания можно надстраивать на 2–3 этажа, как правило, без усиления фундаментов, но с усилением простенков первого этажа.
Значительно реже встречается такой вариант реконструкции, как перебивка этажей в зданиях старой постройки, где высота этажа составляет от 3,6 до 5,2 м. За счет частичной перебивки оконных проемов и замены перекрытий устраивается дополнительный этаж после незначительного наращивания стен.
В современной практике существует два подхода к реконструкции жилых зданий. Первый основан на сохранении большинства конструкций, но с необходимым усилением несущих и утеплением ограждающих конструктивных элементов. Планировка в целом сохраняется. Выполняются только локальные реконструктивные мероприятия. Например, к зданиям пристраиваются объемы кухонь-эркеров, и маленькая рабочая кухня превращается в кухню-столовую. Или рабочая кухня превращается в кухню-нишу за счет общей комнаты. Также за счет общей комнаты увеличивается площадь прихожей и т.п. По второму методу предлагается модернизация квартир с кардинальной перепланировкой. Комфортность повышается за счет уменьшения числа комнат и увеличения подсобных помещений.
©2015-2019 сайт
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2016-02-16
Надстройка старых жилых и общественных зданий со стенами из каменных материалов высотой 2...5 этажей осуществляется в основном в крупных городах для обеспечения более высокой плотности застройки, улучшения внутренней планировки помещений и архитектурного ансамбля города. Наружное обследование фундаментов и стен многих старых зданий свидетельствует об определенном резерве их несущей способности, что создает принципиальную возможность увеличения их высоты без ущерба для эксплуатационной надежности. Принятию решения по надстройке должно предшествовать детальное обследование оснований, фундаментов, размеров и прочностных характеристик кладки стен.
Надстройка осуществляется, как правило, в пределах 1...3 этажей и сопровождается капитальным ремонтом существующего здания: заменой деревянных перекрытий на более долговечные железобетонные, перепланировкой помещений, заменой перегородок и т. п.
Наиболее экономична надстройка зданий с использованием существующих стен и фундаментов без их усиления. Ее осуществляют после тщательной технико-экономической, социальной и архитектурной оценки целесообразности проведения работ. Изучив гидрогеологические условия грунтов основания, допускаемое давление под подошвой фундаментов и прочностные характеристики кладки наружных и внутренних стен, принимают конструктивное решение надстраиваемых этажей и их количество. Учитывая жесткие ограничения по дополнительной нагрузке на существующие стены и фундаменты, следует стремиться к максимальному снижению массы несущих и самонесущих конструкций надстраиваемых этажей.
Актуальной проблемой для нашей страны является модернизация малоэтажных крупнопанельных жилых домов первых массовых серий, построенных в конце 1950-1960 гг. Общая площадь этих зданий составляет свыше 500 млн. м 2 , их внешний облик и внутренняя планировка не отвечают возросшим эстетическим и социальным требованиям. Наряду с предложениями о постепенной (по мере решения жилищной проблемы) разборке первых индустриальных жилых домов и строительстве на их месте более современных жилых зданий разработаны более экономичные предложения по их реконструкции и надстройке. К наиболее перспективным из этих решений относятся:
надстройка над существующими зданиями 2...4 этажей, опирающихся на автономные опоры, в которых размещаются лифты, лестницы, санузлы, коммуникации, инженерное оборудование и т. п.;
пристройка эркеров-ризалитов.
Оба варианта предусматривают повышение комфортности жилых помещений, увеличение полезной площади жилых комнат, кухонь, подсобных помещений, а также улучшение архитектурного облика зданий.
Надстройка промышленных зданий старой постройки производится в связи с несоответствием их габаритных размеров новым условиям эксплуатации (невозможностью установки нового технологического оборудования, отсутствием подъемно-транспортных механизмов, плохой освещенностью, загазованностью и т.п.). Надстройка промышленных зданий - сложный и дорогостоящий процесс, который, как правило, осуществляется без остановки или с минимально допустимой остановкой основного производства. Поэтому принятию решения о надстройке должен предшествовать тщательный технико-экономический анализ ее целесообразности.
Одним из наиболее удачных примеров надстройки промышленного предприятия без остановки производства является разработанное НИИЖБ Госстроя СССР новое покрытие над шестипролетным зданием московского завода «Компрессор». Старое одноэтажное каркасное здание главного корпуса завода имело высоту около 10 м, ширину 81 м, пролеты 13,5 м и не удовлетворяло требованиям новой технологии производства. По периметру корпуса было осуществлено наращивание колонн до высоты 16 м, по ним устроен опорный контур из металлической трубы большого диаметра, заполненной бетоном. К опорному контуру подвешено новое покрытие из металлической мембраны пролетом 80 м (рис. 12.1).
Рис. 12.1. Реконструкция главного корпуса завода «Компрессор»:
1 - существующее покрытие; 2 - мембрана; 3 - временный анкер
После устройства новой кровли существующее покрытие было поэлементно разобрано.
Харьковским ИСИ разработан проект реконструкции одноэтажного главного корпуса одного из московских заводов приборостроения. Главный корпус построен в 30-х годах и имеет размеры в плане около 120×220 м. Основные несущие конструкции каркаса-Т-образные железобетонные колонны высотой около 4,5 м, на которые опираются трапециевидные металлические фонари. Шаг колонн в продольном направлении - 7 м, расстояния между ними в поперечном сечении - 10 м. С трех сторон к главному корпусу примыкают многоэтажные производственные корпуса. Необходимость реконструкции главного корпуса вызвана его недостаточной высотой, отсутствием подъемно-транспортного оборудования, необходимостью увеличения пролетов.
Проект реконструкции предусматривал наращивание железобетонных колонн металлическими стойками высотой 4,5 м, по которым должны устанавливаться металлические продольные балки пролетом 7 м. По балкам надвигаются с одного торца блоки из спаренных облегченных металлических ферм с прогонами и настилом покрытия. В результате высота корпуса увеличивается на 4 м, к стропильным металлическим конструкциям подвешиваются кран-балки грузоподъемностью 3,2 т, которые используются как в последующем технологическом процессе, так и в демонтаже существующего покрытия после устройства новой кровли. Одновременно реконструкция позволила в 2 раза увеличить пролеты здания (рис. 12.2).
Рис. 12.2. Надстройка главного корпуса завода
Из приведенных примеров видно, что надстройка старых производственных зданий осуществляется, как правило, в пределах городской черты в том случае, когда перенос производства на новую площадку невозможен из-за плотности застройки городской территории и по социально-экономическим причинам. Осуществление надстройки производственных зданий сопряжено с необходимостью усиления основания, фундаментов, колонн и других несущих элементов. Для сведения к минимуму этих дорогостоящих и трудоемких работ необходимо применять облегченные несущие и ограждающие конструкции со сниженной материалоемкостью.
НАДСТРОЙКА, ПРИСТРОЙКА И ПЕРЕМЕЩЕНИЕ ЗДАНИЙ
Надстройка зданий
Это один из наиболее важных видов реконструктивных работ, применяемых в следующих случаях.
1.Надстройка из градостроительных требований (для выравнивания застройки и укрупнения групп зданий)
Надстройка зданий может выполняться как без усиления конструкций существующего здания, так и с усилением (возможно, даже с устройством для надстройки самостоятельного фундамента, независимого от существующего). Экспериментальное проектирование показывает, что существующие пятиэтажные здания можно надстраивать на 2-3 этажа, как правило, без усиления фундаментов, но с усилением простенков первого этажа. При этом удается получить прибавление общей площади за счет:
пристройки эркеров и лоджий...........................................3-8%
надстройки одно - и двухэтажных зданий...................%
надстройки четырех - и пятиэтажных зданий................60-70%
Выполнение надстроек, опирающихся на самостоятельный каркас, позволяет довести высоту зданий до 16-17 этажей (например, московская гостиница "Москва"). При надстройке кирпичных зданий чаще применяют внутренний каркас, а крупнопанельных - наружный каркас, состоящий из "этажерок-лоджий" по длинным фасадам и опирающихся на них мощных поперечных балок, несущих надстройку (метод "Фламинго").
2. Исходя из экономических соображений
Пристройки к зданиям и встройки
Пристройки к зданиям и встройки осуществляют в случаях, когда необходимо устранить разрыв между зданиями или увеличить ширину корпуса. Чаще всего новый объем, добавляемый к существующему зданию в процессе реконструкции застройки, пристраивают в торец или сбоку (рис.3). Встройки применяют и в случаях архитектурного объединения конгломерата разностильных зданий. В случае удачного применения надстроек, встроек и пристроек можно получить градостроительный комплекс, в котором сосуществуют старые и новые архитектурные формы, порождая новое качество городской застройки.
Конструктивно пристройки решаются как объекты нового строительства. И лишь в местах примыкания новых объемов к существующим приходится осуществлять комплекс специальных конструктивных мер, связанных, прежде всего, с потенциальной возможностью появления осадочных деформаций. В основаниях старых зданий грунт за время эксплуатации уплотнился, а основание под новым зданием будет уплотняться в течение достаточно длительного срока (годами), в зависимости от величины и характера нагрузки. Поэтому примыкание нового строения к существующим должно выполняться с обязательным устройством осадочных швов, обеспечивающих беспрепятственное вертикальное смещение пристройки или встройки относительно существующего здания.
Рис.3. Схемы пристроек к зданиям и встроек:
А - пристройка корпуса (выделен заливкой цветом) к торцу существующего здания; Б - объединение пристройкой и встройкой (выделено заливкой цветом) двух корпусов; В - увеличение ширины существующего корпуса пристройкой (выделена заливкой цветом); 1 - существующее реконструируемое здание (или комплекс зданий); 2 - пристройка или встройка
Передвижение и подъем зданий и сооружений
В больших развивающихся городах всегда существует несоответствие между исторически сложившейся застройкой и новыми градостроительными замыслами, направленными на расширение или выпрямление существующих магистралей. Рост интенсивности транспортных потоков диктует необходимость совершенствования транспортной инфраструктуры, что в принципе невозможно без сноса или передвижения зданий и сооружений.
Первое известное из истории передвижение осуществлено в 1455 г. Аристотелем Фиорованти, переместившим на 10,5 м колокольню церкви Св. Марка в Болонье. В 1870 г. в США появилась строительная фирма , специализирующаяся на передвижении каменных зданий. В 1898 г. в России было выполнено передвижение двухэтажного здания на Каланчевской площади (ныне Комсомольской) в Москве. В гг. Метрострой запроектировал, а затем осуществил работы по подводке фундаментов под ряд зданий, расположенных в зоне прохождения будущих туннелей метрополитена. В последующем осуществлен ряд операций по перемещению зданий в Макеевке и Кривом Роге, Во всех рассмотренных случаях здания предварительно раскреплялись внутри и их эксплуатация на период передвижения прекращалась.
В 1936 т. в СССР была организована "Контора по передвижке зданий", осуществившая большое количество перемещений зданий в Москве и по всей стране. Интересно, что по мере совершенствования технологии работ специалисты отказались от вывода здания из эксплуатации на период передвижения. Например, ряд жилых зданий, подключенных к инженерным коммуникациям с помощью гибких вставок, передвигался вместе с жильцами со средней скоростью от 15 до 30 см/мин. В особо ответственных случаях сохранность перемещаемого здания или сооружения обеспечивает "коробка жесткости" - структура, повторяющая контуры здания и обеспечивающая его сохранность во время перемещения.
Возможные виды перемещения зданий и сооружений:
1) перемещение по горизонтали (траектория движения преимущественно прямая линия с необходимыми разворотами по дугам окружности), по наклонной плоскости, по не спланированной территории набольшие расстояния, но вертикали;
2) по каткам, по полозьям, на домкратных тележках, выпрямление крена.
В основу технологии работ лег способ передвижения с заводкой в стены специальных рандбалок. В стене прорубались две горизонтальные борозды (штрабы), в которые заводились рандбалки из швеллера № 50. Рандбалки (соответственно, здание) через систему цилиндрических катков диаметром 144 мм опирались на рельсовый путь (обычно 4 рельса h 140), уложенный по шпалам. Если здание было не очень велико по размерам и толщина стен не превышала 2,5 кирпича, то часто вместо рандбалок использовалась система поперечных балок.
Иногда здание, имеющее сложную форму в плане, приходится разрезать на относительно простые объемы (близкие к параллелепипеду) и передвигать их по отдельности. Поскольку в передвигаемое здание, как правило, заводится система рандбалок, образующих пространственную стальную раму, то целесообразно не просто переместить здание, но затем и поднять его как минимум на 2 этажа.
В общем случае перечень описываемых работ включает:
подготовку территории;
заводку во все несущие и самонесущие стены рандбалок и поперечных балок для перекрепления перегородок;
устройство клеток с поочередным вывешиванием домкратами стен, разборка стен под рандбалками, устройство путей и посадка здания на катки;
монтаж тяговых устройств;
передвижение на новый фундамент;
поочередное вывешивание стен с заполнением пространства между рамой и фундаментом кладкой с параллельным демонтажом катков, рельсов, шпал (но не рандбалок, оставляемых в толще стен).
Для подъема зданий используют систему домкратов, устанавливаемых под стенами с шагом от 0,5 до 5 м. При большом шаге домкратов усилие на стену передается через раму-обвязку (или рандбалки). При частой расстановке домкратов можно ограничиться только опорными балками, установленными непосредственно под шток домкрата. Метод подъема зданий незаменим при реконструкции застройки, когда необходимо поднять исторически ценное здание, которое в результате роста культурного слоя на территории города оказалось намного ниже относительно ныне существующих планировочных отметок.
Историко-архитектурные памятники, обладающие высокой градостроительной ценностью, при необходимости подлежат подъему или перемещению безотносительно стоимости мероприятия. Проблему передвижения зданий опорного жилого фонда, находящихся в хорошем техническом состоянии, необходимо решать в ином плане.
Решающим фактором становится экономическая целесообразность. Следует сказать, что передвижение здания обходится очень дорого. Например, перемещение четырехэтажного здания на 30 м составляет от 40 до 50% его стоимости. Но перемещение на то же расстояние шестиэтажного здания обходится лишь на 12% дороже, т. е. чем выше здание, тем процедура передвижения относительно дешевле. Однако выбор варианта (снос или передвижение) выполняется на основе определения не только прямых затрат , но и затрат на последующую эксплуатацию. Например, определяющими могут стать такие факторы, как термическое сопротивление ограждающих конструкций (не отвечающих современным подходам к энергосбережению) и долговечность здания.
Вопросы для подготовки специалистов:
1. Надстройка зданий и сооружений из градостроительных и экономических соображений.
2. Назовите три вида возможных надстроек реконструируемых зданий.
3. Устройство мансардных этажей в реконструируемых зданиях.
4. Рассмотрите возможные конструктивные схемы многоэтажных надстроек.
5. Надстройки на функционально эксплуатируемых плоских крышах.
6. С какой целью применяются пристройки к зданиям и встройки?
7. Передвижение и подъем зданий: цель и выбор объекта.
Электронный текст документа
подготовлен ЗАО "Кодекс" и сверен по материалам,
предоставленным к. т.н. (ВИТУ)
Лекция 7. Надстройка, пристройка и передвижка зданий.
Вопросы для самопроверки
1. Расскажите о достоинствах местных тепловых пунктов.
2. От каких факторов, на Ваш взгляд, зависят удельные тепловые потери здания?
3. Назовите основные пути повышения надежности и экономичности систем централизованного теплоснабжения и теплофикации в условиях новой инвестиционной политики.
4. Могут ли автономные системы теплоснабжения быть экономичнее централизованных в конкретных реальных условиях?
5. Перечислите возможные способы реконструкции систем электроснабжения районов реконструируемой жилой застройки.
Реконструкция жилых и общественных зданий старой постройки имеет достаточно широкий диапазон для принятия решений – модернизация, встройка, обстройка и надстройка нескольких этажей.
Все многообразие малоэтажных жилых и общественных зданий по своим принципиальным конструктивным системам, определяющим те или иные возможности их модернизации и реконструкции, можно условно свести к нескольким группам:
Здания с несущими продольными стенами из кирпича или крупных блоков (так называемые трех- и четырехстенки);
крупнопанельные жилые дома с мелким шагом поперечных несущих стен;
крупнопанельные жилые дома с укрупненным шагом поперечных несущих стен;
крупнопанельные жилые дома с неполным несущим каркасом.
Общая площадь кирпичных и панельных жилых зданий, построенных на территории России в 50-60-е годы прошлого столетия по разным оценкам составляет от 250 до 500 млн. кв. м. При средней высоте таких зданий в 4-5 – это 50-100 млн. кв. м площадей плоских покрытий и пустующих чердаков, надстройка на которых хотя бы одного этажа позволяет получить дополнительно 40-80 млн. кв. м жилья. Кроме того, экономия городской территории для нового строительства составит около 10 тыс. га. У города появляется реальная возможность получить дополнительную жилую площадь при меньших затратах, без отвода новых земель, на благоустроенной территории, уже имеющей социальную и транспортную инфраструктуру.
Возможны три вида надстроек:
Устройство мансард , т. е. расположение помещений в подкрышном пространстве, на месте переустроенного чердака;
Собственно надстройка здания, т. е. возведение еще нескольких этажей на существующих или автономных конструкциях;
Размещение на функционально эксплуатируемой крыше небольших помещений и рекреационных пространств (например, устройство престижного жилья – «пентхауса», площадок обзорных, прогулочных, для приготовления барбекю и пр.).
Наиболее экономичным, простым и эффективным техническим решением при реконструкции зданий массовых серий любых конструктивных систем является надстройка мансардных этажей. Современные решения позволяют выполнять данный вид работ без отселения жильцов. Для возведения мансард могут быть использованы конструктивные элементы, собираемые вручную, изделия полной или частичной заводской готовности. В качестве строительных материалов могут быть использованы дерево, металлы, сборный и монолитный бетон, комбинированные варианты в зависимости о требуемой долговечности и допускаемых стоимостных показателей.
Надстройка мансардных этажей обеспечивает получение дополнительной жилой площади, стоимость которой не превышает 50% стоимости нового строительства. Имеется возможность использовать местные строительные и отделочные материалы, отличные от остальных конструкций и материалов надстраиваемого здания, работы могут выполняться без применения кранового оборудования и других дорогостоящих средств механизации работ.
Согласно нормам СНиПа, касающихся мансард, нет необходимости устраивать лифты, если в здании они не предусмотрены, сохраняется существующая система мусороудаления, кровля должна решаться с организованным водостоком. Высота помещений должна быть не менее 2,5-2,7 м при минимальной площади помещений, включая кухни не менее 7 кв. м.
Разрешено выполнять мансардные этажи из деревянных конструкций, что значительно расширяет область мансардного строительства. Хотя древесина несколько снижает общую долговечность здания, но этот легкий и удобный в обработке материал экономически оправдан и целесообразен. Повышение долговечности деревянных конструкций достигается путем пропитки антисептическими составами, исключающими гниение и появление биовредителей.
Современные технологии позволяют существенно повысить индустриальность конструкций, устройство мансардных этажей может быть решено в виде сборки из готовых элементов.
Объемно-планировочные решения мансард определяются следующими признаками: этажность (одно- и двухуровневые), очертание крыши (треугольные, ломаные и односкатные, симметричные и ассиметричные), включение в компоновку мансарды нижележащих этажей. (См. рис. 7.1). Окна в помещениях мансарды могут располагаться: а) непосредственно в плоскости ската крыши; б) в вертикальной плоскости (по аналогии со слуховыми чердачными окнами); в) в плоскости наращиваемых по высоте стен здания (т. е. в фасадной плоскости).
При устройстве двухуровневых (двухэтажных) мансард площадь верхнего уровня получается, как правило, очень малой и здесь реально можно разместить лишь спальные помещения. Возникают также проблемы размещения внутриквартирных лестниц, являющихся не только коммуникативным средством, но и очень важным фактором решения (украшения) интерьера.
Рис. 7.1. Типы мансардных этажей: с симметричной крышей (а, б, д, ж); с ассиметричной крышей (в, г, е, з); с треугольной крышей (а, в, д, ж); с односкатной крышей (е);
одноуровневые а, б, в, г); двухуровневые (ж, з);
с включением в композицию нижнего этажа
Надстройка старых жилых и общественных зданий со стенами из каменных материалов высотой 2-5 этажей осуществляется в основном в крупных городах для увеличения плотности застройки, улучшения внутренней планировки помещений и архитектурного ансамбля города. Наружное обследование фундаментов и стен многих старых зданий свидетельствует об определенном резерве их несущей способности, что создает принципиальную возможность увеличения их высоты без ущерба для эксплуатационной надежности. Принятию решения по надстройке должно предшествовать детальное обследование оснований, фундаментов, размеров и прочностных характеристик кладки стен.
Надстройка осуществляется, как правило, в пределах 1-3-х этажей и сопровождается капитальным ремонтом существующего здания: заменой деревянных перекрытий на более долговечные железобетонные, перепланировкой помещений, заменой перегородок и т. п.
Наиболее экономична надстройка зданий с использованием существующих стен и фундаментов без их усиления. Ее осуществляют после тщательной технико-экономической, социальной и архитектурной оценки целесообразности проведения работ. Изучив гидрогеологические условия грунтов основания, допускаемое давление под подошвой фундаментов и прочностные характеристики кладки наружных и внутренних стен, принимают конструктивное решение надстраиваемых этажей и их количество. Учитывая жесткие ограничения по дополнительной нагрузке на существующие стены и фундаменты, следует стремиться к максимальному снижению массы несущих и самонесущих конструкций надстраиваемых этажей. В такой ситуации возможна надстройка без выселения жильцов, нагрузка от надстраиваемой части будет передаваться на существующие конструкции и фундаменты, имеющие необходимый запас прочности.
Если прочность конструкций существующего здания не позволяет применить такое решение, надстройка здания выполняется на самостоятельном несущем каркасе, опирающемся на собственный фундамент. Если несущие наружные конструкции надежны, а внутренние изношены физически и морально устарели, может быть принято решение о полной разборке всех внутренних конструкций и возведении нового каркаса внутри реконструируемого здания на самостоятельных фундаментах при использовании наружных стен как самонесущих или воспринимающих частично нагрузку от возводимого каркаса.
Актуальной проблемой для нашей страны является модернизация малоэтажных крупнопанельных жилых домов первых массовых серий, построенных в конце 1950-1960-х годов. Их внешний облик и внутренняя планировка не отвечают возросшим эстетическим и социальным требованиям. Наряду с предложениями о постепенной (по мере решения жилищной проблемы) разборке первых индустриальных жилых домов и строительстве на их месте более современных жилых зданий разработаны более экономичные предложения по их реконструкции и надстройке. К наиболее перспективным из этих решений относятся:
надстройка над существующими зданиями 2-4-х этажей, опирающихся на автономные опоры, в которых размещаются лифты, лестницы, санузлы, коммуникации, инженерное оборудование и т. п.;
«вторичная застройка» многоэтажными ширококорпусными домами, возводимыми на месте старых домов без их сноса;
пристройка эркеров, лоджий вдоль протяженного фасада.
Все варианты обеспечивают повышение комфортности жилых помещений, увеличение полезной площади жилых комнат, кухонь, подсобных помещений, а также улучшение архитектурного облика зданий.
Первый и второй варианты изображены на рисунках, третий не требует особых разъяснений. (См. рис. 7.2, 7.3).
Рис. 7.2. Надстройка здания с опиранием
на собственные опоры
Рис. 7. 3.«Вторичная застройка» ширококорпусным домом
В практике надстройки зданий с плоскими крышами встречаются варианты, когда на них сооружаются небольшие помещения под клубы, вспомогательные помещения, мини-кафе, дополнительные помещения, например, архитектурная (художественная, изобразительная) мастерская на крыше при квартирах верхнего этажа, или открытые места (террасы), на которых разбиваются газоны, площадки для игр и отдыха, ставят перголы и беседки. При этом возникает необходимость не только усиления перекрытий над последним этажом, но и создания условий для эксплуатации крыши. Например, зеленые насаждения выставляются в емкостях с грунтом, газоны устраиваются из рулонных ковров по усиленной гидроизоляции.
Жилой застройки является надстройка зданий.
Надстройка — это повышение этажности здания или его частей. Такой вид реконструкции является наиболее эффективным, поскольку в результате можно увеличить полезную площадь без расширения площади застройки.
Решение об увеличении высоты зданий принимают, как правило, по градостроительным соображениям. Они сводятся к определению высоты надстройки по заданной этажности застройки, по обеспечению нормативных разрывов между смежными зданиями, плотности жилого фонда и населения, проживающего на территории. Надстройки, как правило, всегда ухудшают освещение и ин-соляцию соседних зданий, поэтому при решении вопроса о воз-ведении надстроек в старых кварталах и об их высоте следует учи-тывать комплекс проблем: градостроительных, экономических, эс-тетических и социальных.
Принятию решения по надстройке должно предшествовать детальное обследование оснований, фундаментов , размеров и прочностных характеристик кладки стен.
Надстройка одного или нескольких этажей подчас становится достаточным условием для придания зданию соответствующего эстетического облика, сообразуясь со сложившейся композицией фасадов соседних домов.
Различают два типа конструктивных схем надстроек. К первому — относят реконструкцию с восприятием нагрузки от надстраиваемых этажей на старое здание. Ко второму — с передачей массы этих этажей на самостоятельные фундаменты (рис.5.1).
Разновидностью первого типа является надстройка без изменения существующего конструктивно-планировочного решения здания и существенного усиления его несущих элементов. В конструкциях стен и фундаментов используют запасы прочности. При надстройке зданий, имеющих избыточную ширину корпуса, обращается внимание на устройство вентиляции .
В средней части таких зданий, удаленной от светового фронта, образуется застойная зона, поэтому к устройству вентиляции предъявляются повышенные требования по сравнению с новым строительством. Кроме вытяж-ной вентиляции с естественной тягой в кухнях и санитарных узлах, в надстройке такая же вентиляция должна быть устроена во всех по-мещениях, удаленных от светового фронта на расстояние более 6 м, а также в неосвещаемых общих коридорах домов.
Рис.5.1. Конструктивные схемы надстроек (в разрезе)
а), б) с передачей нагрузки на существующие несущие конструкции (а — без изменения конструктивной схемы, 6 — с изменением); в), г) ненагружаемые конструкиии надстраиваемого здания (в - с поперечными балками-стенками, г - горизонтальными дисками-платформами (ростверками) через каждые 5 этажей); 1 - надстраиваемое здание; 2 - надстройка; 3 - колонны каркаса; 4 - балки-стенки; 5 - колонны, несущие только надстройку; 6 - ростверк
Вторая схема надстройки характерна изменением конструктивно-планировочного решения и усилением несущих элементов. В первую очередь стремятся освободить от допол-нительной нагрузки наиболее напряженные части существующего здания и загрузить другие, менее нагруженные. Перекрытия надстройки, например, опирают на поперечные стены, если существующие оперты на продольные. Промежуточную колонну вводят, если расстояние между стенами велико. Если же это расстояние не превышает 7 м, то колонну не ставят.
При надстройках без усиления и с изменением конструктивной схемы обязательно предусматривают устройство поясов жесткости по верху всех старых стен для увеличения жесткости стенового ос-това и более равномерной передачи нагрузок от надстройки. По всему периметру здания на уровне стыка старой и новой кладки устраивают разгрузочные пояса. В пояса заанкеровывают балки перекрытий, создавая жесткую диафрагму. Пояс гасит деформа-ции, препятствует появлению трещин и их распространению от старой кладки к новой и наоборот.
В зависимости от состояния кладки стен, возможных размеров пояса по вертикали, учитывая величину и распределение нагруз-ки, выбирают один из видов конструкций пояса жесткости: железокирпичный малой жесткости в виде 6-8 рядов кладки с армиро-ванными стержнями диаметром 10 мм; то же большой жесткости, представляющий собой такую же конструкцию, но при высоте 13-20 рядов кладки; пояс железобетонный в виде двух плит в один ряд высотой 100-200 мм; то же высотой 150-300 мм; железобетон-ный пояс с жесткой арматурой в виде прокатных профилей.
В двух последних случаях необходимо проверять расчетом теп-лозащитные свойства стены в месте пояса и в случае необходи-мости использовать теплозащитные прокладки.
В надстройках с изменением конструктивной схемы для восприятия нагрузки от надстройки на элементы существующего здания укладывают прогоны различных видов. Это дает возможность перераспределять нагрузку для использования резервов несущего остова надстраиваемого здания (рис. 5.2).
Рис. 5.2. Конструктивные схемы надстроек (в плане)
а) существующая конструктивная схема; 6) с передачей части нагрузки на ненагруженные поперечные стены; в) с передачей всей нагрузки; г) введение новых опор для разгрузки стен
Для получения необходимых объемно-планировочных реше-ний применяются балки-стенки, выполняемые по толщине рав-ными перегородкам порядка 100 мм. Высоту можно назначить двух видов: от верха дверного проема до потолка и на всю высо-ту помещения со специально предусмотренными проемами для дверей, учтенными при конструировании балки. Устраивают так-же балки-стенки меньшей высоты, которые в процессе эксплуа-тации здания дают возможность изменять и переносить дверные проемы. Перегородки рекомендуется применять каркасные с гипсоволокнистыми и древесно-волокнистым и плитами, гипсобетонные или гипсокартонные с металлическим каркасом на всю высоту помещения.
По конструкции балки-стенки могут быть полностью из моно-литного железобетона с обычным армированием, или их можно заранее заготовить, если позволяют условия ремонтно-строитель-ных работ, на данном объекте. Кроме того, применяются балки-стенки в виде легких ферм из прокатных профилей или труб с их обетонированием. Такие фермы служат каркасом для опалубки или сами выполняют ее роль с помощью металлической сетки при подаче бетонной смеси насосами. В них удобно размещать места для дверных и других проемов.
На схеме рис. 5.2,а изображена конструктивная схема здания с тремя продольными несущими стенами аналогичная существующей. На схеме рис. 5.2,б показаны прогоны, опертые на поперечные стены, которые в существующем здании не несут нагрузки. Таким образом, освобождается от нагрузки средняя продольная стена, находящаяся в наиболее трудных условиях, и уменьшаются нагрузки на наружные стены в надстраиваемых этажах. На схеме «в» рисунка показано, как при помощи трех прогонов от нагрузки освобождены все продольные стены. На схеме «г» рисунка показана разгрузка несущих стен с помощью прогона с двумя консолями, опирающимися на дополнительно выделенные опоры. Такое решение принимают, когда требуется усилить существующие перекрытия.
При надстройках двух первых видов нередко приходится усиливать фундаменты, как это было рассмотрено выше, а при ненагружающих надстройках требуется сооружать специальные фундаменты для новых опор надстраиваемой части. Для этого учитывают условия расположения опор и особенности их со-оружения.
Простой конструкцией является монолитный массивный фун-дамент под колонну. В месте его расположения в существующем фундаменте предусматривают проем, перекрываемый балками. Другой конструкцией фундаментов под колонны являются буронабивные или корневидные (буроинъекционные) сваи. Однако такие конструкции значительно дороже.
Для производства работ по надстройке зданий ремонтно-стро-ительные организации используют широкий ассортимент грузо-подъемных средств. Существенное значение имеют такие харак-теристики средств, как их мобильность, габарит в транспортном положении и собственная масса, простота переоснастки, способ-ность маневрирования с грузом на крюке в ограниченном про-странстве и др.
Специальных, технологически специализированных монтаж-ных кранов для надстройки зданий наша промышленность пока не выпускает. Поэтому приходится использовать существующие грузоподъемные механизмы, главным образом самоходные стре-ловые и башенные краны.
Наиболее часто для устройства надстроек, особенно для дове-дения зданий до 16-20 этажей, применяют приставные и само-подъемные башенные краны.
Приставные башенные краны используют в передвижном и стационарном исполнении. В передвижном исполнении эти кра-ны работают как свободностоящие до определенной высоты (30-50 м). При большей высоте приставные краны крепят к воз-водимому зданию с помощью специальных связей по одной на девять секций крана.
Наращивают краны с помощью монтажной стойки, которая приподнимает на высоту секции верхнее плечо башни, а в образовавшийся промежуток специальной лебедкой поднимают и за-водят очередную секцию башни.
Для снижения массы надстраиваемых стен применяют облег-ченные типы конструкций.
Наружные стены верхних этажей кирпичных зданий можно выполнять в виде облегченной кладки, блоков ячеистого бетона, использовать керамические или бетонные камни с частичным утеплением теплоизоляционными материалами.
Во внутренних стенах можно применять перегородки типа «Тиги-Кнауф» или «Авангард-Кнауф».
При надстройке производственных зданий применяют метал-лические решетчатые структуры из труб, колонны из прокатных профилей, покрытия с металлическим, асбестоцементным и про-катным основанием, перегородки из штучных облегченных ма-териалов, стеновые металлические ограждения, асбестоцемент-ные и т.д.
Для выяснения возможности надстройки жилых зданий проводят предварительные исследования. Здания исторической застройки и индустриальные дома первого поколения имеют запас прочности и при удовлетворительном состоянии оснований допускают надстройку в один-два этажа без специального усиления. При этом по периметру несущих стен надстраиваемого этажа необходимо устраивать сплошной монолитный обвязочный железобетонный пояс. Дополнительные объемно-планировочные возможности для индус-триальных домов дает при реконструкции перекрестно-стеновая конструктивная система малого шага, представляющая возможность смены основной конструктивной схемы в надст-раиваемых этажах. В надстройке возможно использовать резервы их несущей способности, перейдя на продольно-стеновую систему.
Надстройка большим числом этажей сопряжена с необходимостью усиления оснований и фундаментов, либо их новым формированием.
При создании домов переменной этажности, когда надстройка делается не над всем домом, а над его частью, эффект реконструкции повышается. Это важно в тех случаях, когда 5-этажное индустриальное здание находится в старой застройке и требуется сблизить архитектурные стили зданий.
Очень распространенным способом в настоящее время является надстройка зданий мансардным этажом (рис. 5.3, 5.4). Выбор конструктивных решений надстроек и мансард на 4—5-этажных жилых домах проводится при вариантном проектировании с наиболее эффективными объемно-пространственными решениями (рис. 5.5). Чаще всего такие надстройки проводятся на пятиэтажных кирпичных зданиях серии 1-511.
На рис. 5.6 показано устройство мансард из объемных блок-комнат, которые можно унифицировать.
В г. Санкт-Петербурге используют устройство мансардных этажей, которое добавляет 20—30 % жилой площади, при этом устройство двухуровневых с верхним освещением квартир повышенной комфортности придает городу традиционный петербургский стиль.
Рис. 5.3. Создание мансардного этажа выделением формой и материалом ограждающих конструкций
Рис. 5.4. Создание мансардного этажа развитием летних помещений в структуре мансардного этажа, ориентированных на одну сторону
Рис. 5.5. Типы мансардных этажей по видам покрытий и уровням, включению в компоновку нижележащего этажа
Реконструкция с надстройкой до 7-9 этажей представляет собой сложную задачу. При этом реконструкция части здания находится внутри возведенного каркаса, а надстройка вышележащих этажей осуществляется самостоятельно и имеет свое архитектурно-планировочное решение. На рис. 7 приведены схема надстройки здания до 12 этажей с опиранием на самостоятельные опоры по методу «Фламинго».
При реконструкции жилой застройки надстройкой в настоящее время различными исследователями предлагаются новые энерго- и материалоэкономичные способы, одним из которых является ширококорпусный жилой дом в монолитном или сборно-монолитном исполнении (рис. 8). В данном случае пятиэтажный реконструируемый дом переустраивается в многоэтажный ширококорпусный с доведением его потребительских качеств до уровня новых домов с одновременным наращиванием в два и более раз жилых площадей и числа квартир.
Рис. 5.6. Устройство мансард из объемных блок-комнат:
а) общий вид дома до реконструкции; б) общий вид дома после реконструкции; в) общий вид объемных блок-комнат
Рис. 5.7. Надстройка здания до 12 этажей с опиранием на самостоятельные опоры дом, Метод «Фламинго»
Рис. 5.8. Ширококорпусный многоэтажный жилой дом, совмещенный с существующим пятиэтажным зданием
