922
.pdf
Рис.2.65. Подача бетонной смеси автобетононасосом для устройства монолитных перекрытий
Встроенная система с монолитными внутренними поперечными и продольными стенами и монолитным или сборным диском перекрытия дает возможность осуществлять планировку помещений как в сторону увеличения числа комнат, так и укрупнения их.
Гибкая система планировки достигается за счет применения индустриальных перегородок из пазогребневых плит или каркасно-обшивных систем.
2.7.4. Технология реконструкции зданий
с использованием безбалочной каркасной системы (КУБ)
Система безбалочного каркаса (КУБ) отличается от традиционных сборно-
монолитных каркасных систем отсутствием ригелей, роль которых выполняют сборные плиты перекрытий, и применением 2-3- ярусных колонн без выступающих частей. Плиты перекрытия по номенклатуре разделяются на надколонные, пролетные и рядовые.
Надколонные плиты, в свою очередь, могут быть симметричными для внутреннего ряда колонн и асимметричными (консольного типа) - для наружных рядов и торцевых элементов зданий. Каждая надколонная плита имеет квадратное отверстие с достаточно мощным металлическим «воротником», при замоноличивании которого с телом колонны образуется равнопрочный стык.
Основное преимущество системы заключается в возможности за счет изменения размеров рядовых или надколонных плит создавать пространственные ячейки широких типоразмеров. Отсутствие внутренних часто расположенных стен позволяет создавать объемы с гибкой планировкой помещений. Конструктивную систему безбалочного карка-
са целесообразно применять при реконструкции жилых зданий прямоугольной формы плана, к которым относятся прежде всего жилые здания первых массовых типовых се-
рий.
91
Применение в безбалочной каркасной системе отдельно стоящих фундаментов позволяет исключить работы по усилению наружных стен и их фундаментов, так как большинство эксплуатационных нагрузок воспринимается каркасом. Размещение встро-
енного каркаса производится таким образом, чтобы колонны находилось в простеночной
части, а их высотные отметки соответствовали существующей высоте этажа.
Конструктивную систему безбалочного каркаса применяют при реконструкции
зданий без надстройки и с надстройкой этажей (рис.2.66). |
|
||
а) |
б) |
по 1-1 |
по 2-2 |
Рис. 2.66. Принципиальные схемы встроенной системы КУБ при реконструкции зданий без надстройки этажей с превращением чердачной части в мансардный этаж (а) и с надстройкой трех полных этажей и двухэтажной мансардной надстройкой
1-фундаменты стаканного типа; 2 - монолитная фундаментная плита; 3 - подколенник; 4 - многоярусная колонна; 5 - надколонные плиты; 6 - рядовые и межколонные плиты; 7 - наружная стена надстраиваемых этажей; 8 - то же, мансардных
При использовании первого варианта (без надстройки этажей) сначала устраива-
ются фундаменты стаканного типа, в которые устанавливаются сборные железобетонные колонны каркаса. Для каркаса используются колонны высотой на 2-3 этажа с открытой арматурой в зоне стыка надколонных плит. Наращивание колонн по высоте осуществля-
ется с использованием штепсельных соединений, приведенных на рис.2.66, а).
При достижении прочности бетона стыка колонны с фундаментом не менее 70% от нормативной величины монтируются сборные надколонные плиты. Их выверка и времен-
ное крепление осуществляются с помощью механических домкратов, устанавливаемых на колоннах, и временных опорных стоек. После выполнения сварочных работ и омоноличи-
вания стыков надколонных плит осуществляется установка пролетных и рядовых плит. Их точность установки по горизонтали осуществляется применением временных опор, име-
ющих устройства для регулирования монтажного горизонта.
Стыки колонн с надколонными плитами, а также плит между собой омоноличива-
ются бетонной смесью на класс выше, чем бетон сборных конструкций. При выполнении
92
работ по устройству встроенного каркаса предусматривается обеспечение связей плит пе-
рекрытия со стеновым ограждением путем устройства штраб по периметру стен, армиро-
ванием этого пространства, а также установки анкерных элементов, соединяемых с за-
кладными деталями надколонных плит.
Для ускорения процесса твердения бетона используют смеси на быстротвердею-
щих цементах, на вяжущих с низкой водопотребностью, применением суперпластифика-
торов и комбинирванных добавок, методом обогрева и другими приемами и технология-
ми. Тепловая обработка может применяться и в летних условиях производства работ,
так как при этом резко снижается продолжительность выдерживания бетона.
При надстройке этажей над реконструируемым зданием при системе КУБ (рис.2.66,
б) сначала бетонируется монолитная фундаментная плита толщиной 300-500 мм с арми-
рованием, которая воспринимает нагрузки от здания, включая надстройку. При устрой-
стве монолитной плиты производят установку закладных деталей в местах расположения подколонников, что позволяет с высокой точностью произвести их бетонирование. Далее выполняются аналогичные работы, связанные с монтажом колонн каркаса и плит пере-
крытия, как это предусмотрено для зданий без надстройки этажей. При этом возможны изменение высотных отметок надстраиваемых этажей и расширение корпусов за счет применения консольных надколонных плит. Применение 3-ярусных колонн позволяет существенно сократить количество стыковых соединений, способствует не только сниже-
нию трудозатрат, но и повышению надежности зданий.
Опыт применения безбалочной системы встроенного каркаса (КУБ) выявил ряд недостатков в виде большого количества стыков, требующих сварки арматурных каркасов и последующего их омоноличивания мелкозернистым бетоном. Другим недостатком сборно-монолитной системы является наличие геометрических отклонений потолочной поверхности из-за неравномерного перепада высот монтируемых плит перекрытия, тре-
бующих дополнительных затрат на их ликвидацию. В связи с этим используется безба-
лочная сборно-монолитная система, в которой в качестве сборных элементов перекрытия применяются только надколонные плиты, а остальное пространство выполняется в моно-
литном варианте (рис.2.67).
В этой системе после монтажа колонн каркаса и надколонных плит, а также произ-
водства сварочных работ и омоноличивания стыков осуществляются процесс установки опалубки, армирование и бетонирование монолитных участков перекрытия.
93
Рис.2.67. Сборно-монолитная безбалочная система:
1 - многоярусные колонны; 2 - надколонные плиты; 3 – монолитныеучастки перекрытия; 4 - опалубка перекрытия; 5 - штраба;6 - омоноличивание стыка плиты со стеновым ограждением
Для каркаса надстраиваемой части здания используются колонны высотой на 2-3
этажа с открытой арматурой в зоне стыка надколонных плит. Наращивание колонн по вы-
соте осуществляется с использованием штепсельных соединений. Монтаж элементов пе-
рекрытия начинается с установки надколонных плит. Стыки колонн с надколонными пли-
тами омоноличиваются бетоном не ниже класса В25. Соединение надколонных плит со стеновым ограждением выполняется с устройством штраб по периметру стен, армирова-
нием этого пространства и омоноличиванием бетоном (рис.2.67, узел А).
Для устройства монолитных участков перекрытия используется опалубочная си-
стема, состоящая из опорных телескопических стоек, балок, прогонов и щитов опалубки.
После установки опалубки производится связь арматурного заполнения монолитной пли-
ты с выпусками арматуры надколонных плит, чем достигаются монолитность соединений и равнопрочность стыковых соединений. Процесс подачи бетонной смеси осуществляется с помощью мостового крана, а уплотнение - с использованием виброреек, которые пере-
мещаются по наружным поверхностям сборных надколонных плит.
2.8. Изменение объема зданий
Изменение объема зданий относится к особым видам реконструкции, так как затра-
гивает не отдельные конструктивные элементы, а совокупность элементов, изменяющих внешний облик здания.
Существует три направления изменения объема зданий:
- устройство мансард на месте перестроенного чердака для расположения дополни-
тельных помещений в подкрышном пространстве;
-надстройка здания путем повышения его этажности;
-размещение на эксплуатируемой крыше рекреационного пространства для досуга на свежем воздухе.
94
2.8.1. Повышение этажности зданий путем устройства мансардных надстроек
Наиболее простым и эффективным технологическим приемом надстройки является устройство мансардных этажей, позволяющим получение дополнительной до 20-25% жи-
лой площади при стоимости не превышающей 45-50% нового строительства.
Мансарды – одно-двух или трехэтажные помещения, размещенные в чердачном пространстве, фасад которых полностью или частично образован поверхностями наклон-
ной или ломаной крыши. Общим признаком мансарды является крутой уклон скатов не-
обходимый для увеличения пространства расположенных в ней помещений.
Надстройка мансардных этажей является самым простым и эффективным техниче-
ским решением при реконструкции жилых зданий массовой застройки. Она может прово-
диться с отселением и без отселения жильцов.
Экономические преимущества мансардного строительства очевидны. Строитель-
ство мансардного этажа на пятиэтажном доме увеличивает общую площадь дома в сред-
нем на 1000 м2 и экономит 0,15 га городской территории. Необходимо отметить, что уве-
личение жилой площади при реконструкции зданий путем надстройки обходится в 1,5 ра-
за дешевле, чем при строительстве на новых территориях, при этом в 1,5 раза сокращают-
ся затраты на строительство инженерной инфраструктуры, так как отпадает необходи-
мость строительства инженерных сетей водопровода, канализации, электричества и пр.
При устройстве мансардного этажа сокращаются потери тепла через чердак или крышу жилого дома на 9 – 11%. Кроме того, возведение мансардных этажей обеспечивает обновление и повышение эксплуатационной надежности кровельного покрытия.
Типы мансардных этажей приведены на рис. 2.68.
Геометрические формы мансард весьма разнообразны: они могут быть симметрич-
ными и несимметричными; одноуровневые, двухуровневые и одно-, и двухуровневые с дополнительным этажом.
При ломаной форме крыши уклон ее нижней части составляет 60-70%, а верхней части – 15-30%. При этом, линия пересечения плоскости крыши и плоскости фасада должна быть на высоте не более 1,5 м от уровня пола мансардного этажа.
Мансарды могут иметь широкий диапазон архитектурно-планировочных решений,
а расположенные в них помещения - любую площадь и конфигурацию.
95
Рис.2.68. Типы мансардных этажей по видам кровли и уровням
А- одноуровневые; Б - двухуровневые; В – двухуровневые
свключением верхнего этажа здания
При проектировании мансардной надстройки необходимо:
- на основе планировочного решения надстраиваемого здания выбрать планиро-
вочный вариант мансарды;
-в зависимости от внешнего вида окружающих зданий определить форму и размер
крыши;
-осуществить взаимосвязь размещения мансардных помещений с транспортной структурой здания-основы;
-произвести взаимодействие проектируемо и существующей систем инженерного оборудования и обеспечить их совместную работу;
-определить конструктивную схему и материал ограждающих конструкций ман-
сарды с учетом единства конструкций и архитектурной формы надстраиваемого здания;
-с учетом особенностей мансардного этажа выбрать форму и габариты помещений,
атакже форму и размещение оконных проемов;
-назначить конструкцию крыши и кровельного материала с учетом обеспечения теп-
лозащиты, вентиляции, гидроизоляции и герметизации;
- установить метод максимальной безопасности производства работ с устройством элементов защиты при возведении мансарды без отселения жильцов.
Планировочные и конструктивные решения мансардных этажей, как правило,
находятся в тесной увязке с существующими конструкциями надстраиваемого здания.
Мансарды могут располагаться в створе наружных стен здания или выходить за его границы, опираясь при ограниченном выносе мансардного объема на консольный вынос
96
перекрытия нижележащего этажа или при большом выносе - на дополнительные опоры в виде колонн или стены (рис.2.69).
Рис.2.69. Расположение мансард относительно створа здания:
а – в створе здания; б – за границами стен здания; в – то же, на дополнительных опорах
Мансарды могут располагаться по всей ширине здания или только по одну сторону от его продольной оси, когда это необходимо по условиям инсоляции (рис.2.70).
Рис.2.70. Схемы устройства мансард
а)- в чердачном пространстве с внутренним водоотводом; б) - то же, с наружным водоотводом; в)- с устройством мансарды на половине чердачного пространства
Высота жилых помещений мансарды в чистоте должна быть не менее 2,5 -2,7 м.
Площадь спальной жилой комнаты и кухни двух- и более комнатных квартир допускается принимать не менее 7 м2 при условии, что площадь общей комнаты должна быть не менее
16 м2. При определении площади мансардного этажа учитывается площадь помещений с высотой до наклонного потолка 1,5 м при наклоне 30о к горизонту; 1,1 м - при наклоне 45о
и 0,5 м - при 60о и более.
Вариант мансардной надстройки при реконструкции здания серии 1-464 путем придания ему пирамидального силуэта и устройством мансарды на две стороны приведен на рис.2.71. Такое решение устройства мансардной надстройки значительно повышает ар-
хитектурную выразительность реконструируемого здания и придает ему привлекательный облик.
Для сообщения нижерасположенной квартиры с мансардой устраивается лестница,
варианты которой представены на рис. 2.17 и 2.17.
Освещение мансардных помещений осуществляется через оконные проемы, устро-
енные в покрытии мансарда - окна фирмы «VELUX».
97
. 
Рис.2.71. Создание пирамидального силуэта дома и устройством мансарды на две стороны
а) – план мансардного этажа; б) – план 4 – го этажа
Применяются проекты надстройки мансарды над центральной частью существую-
щего дома, в котором скаты мансарды расположены в продольном направлении, образуя на фасаде фронтон (рис.2.72).
.
Рис.2.72. Надстройка мансардных этажей с образованием фронтонов на фасаде здания
Модернизация жилого дома серии 1-464 с устройством односторонней мансарды и устройство квартиры в двух уровнях приведен на рис.2.73.
При устройстве односторонней мансарды возникает возможность на второй поло-
вине кровли организовать летнюю зону отдыха (рис.2.73, б). При устройстве второго ва-
рианта, мансардная надстройка входит в состав квартиры нижележащего этажа, что пре-
вращает ее в двухуровневую квартиру с увеличением жилой площади.
98
Рис.2.73. Устройство односторонней мансарды и квартир в двух уровнях на пятом этаже
а) – план пятого этажа; б – план мансарды; в – план нижнего уровня квартиры пятого этажа; г – план верхнего уровня квартиры
2.8.2. Применение деревянных конструкций в мансардных надстройках
Конструктивное решение мансард весьма разнообразно: их проектируют из дерева,
железобетона, металла или комбинированными. Выбор конструкций зависит от уровня капитальности здания и соответствующей ему степени огнестойкости.
Для мансардных этажей наиболее часто применяют каркасные системы, собирае-
мые из деревянных ферм с параллельными поясами или ферм и рам на металлических шпоночных соединениях, из металлических конструкций, шпренгельных полуферм и др.
Особенно эффективны деревянные стропильные конструкции при надстройке ман-
сард, где традиционные конструкции нельзя применять из-за ограниченной несущей спо-
собности стен. Невысокая масса деревянных конструкций позволяет использовать малую механизацию при сборке каркасов, что обеспечивает выполнение работ без отселения жильцов. Современные технологии обеспечивают изготовление практически любых гео-
метрических форм мансардных надстроек, что значительно повышает архитектурный об-
лик реконструируемого здания.
На рис.2.74 приведено решение мансардной надстройки из одноэтажной рамы про-
летом 12 м, состоящей из деревянных стоек, установленных на балку перекрытия, прого-
нов, фермы, подкосов рамы и подкосов-стропил [98].
Отечественный и зарубежный опыт показал, что наиболее целесообразно приме-
нять для устройства мансардных этажей деревянные фермы и рамы на шпоночных соеди-
нениях. Эта технология позволяет изготавливать несущие конструкции в виде полуферм или полурам, а затем осуществлять их сборку непосредственно на рабочем месте без по-
стоянного использования кранового оборудования.
99
.
Рис.2.74. Рамная несущая конструкция мансарды пролетом 12 м
1 – ферма; 2 – прогон; 3 – стойка; 4 – стены существующего здания;5 – балки перекрытия, являющиеся одновременно затяжками;6 – подкосы-стропила; 7 – подкосы рамы; 8 – диагональные доски
Наиболее экономичными являются рамные конструкции с подкосами, в которых в качестве горизонтальных пролетных конструкций используются легкие деревянные фер-
мы заводского изготовления пролетом до 30 м на соединительных пластинах из оцинко-
ванной стали (рис.2.75). Предусмотрена болтовая сборка элементов каркаса.
Рис.2.75. Металлодеревянная рама мансардной надстройки пролетом до 30 м
Использование деревянных ферм и рам на шпоночных соединениях позволяет при-
нимать различную геометрическую форму кровельной части что существенно расширяет архитектурный облик мансарды.
Индустриальные технологии изготовления несущих конструкций в виде сборных элементов из дерева позволяют быстро и эффективно возводить мансардные этажи без использования крановых средств и без отселения жильцов. Значительный опыт мансард-
ного строительства накоплен в европейских и скандинавских странах При использовании деревянных конструкций необходимо провести их защиту ан-
типиренами, а для утепления стен и крыши использовать негорючие или трудносгораемые материалы (минераловатные плиты или плиты на основе базальтового волокна). Для со-
хранения требуемой огнестойкости рекомендуется использовать экологически чистый вы-
сокоэффективный огнебиозащитный состав КДС, разработанные российской фирмой «Ро-
гнеда» и аттестованный ВНИИ противопожарной обороны МВД РФ. Состав КДС харак-
100