925

направленные на защиту стенок котлована от обрушения и фундаментов каркаса промышленного здания от просадки.

Защита от нежелательных последствий может быть обеспечена путем устройства шпунтовых стенок по периметру ванны из металлического профиля или буронабивных свай. При этом, уровень пола технического этажа под самой глубокой частью ванны не должен располагаться ниже отметки заложения фундаментов каркаса здания /97/.

Рис. 4.6. Схема устройства ванн плавательных бассейнов при их размещении в одноэтажном промышленном здании:

а) ванна для плавания, размещенная выше пола; б) ванна для плавания и прыжков с вышки, заглубленная частично; в) разрез по глубокой части ванны; 1- опора ванны, 2- техническое подполье, 3- вентиляционные короба, 4- вышка, 5- защитная стенка из металлического шпунта или буронабивных свай, 6- контур фундамента под колонну каркаса, 7- трибуна для зрителей

В настоящее время многопрофильные торговые центры сооружают-

ся за городской чертой, что вызывает определенные неудобства при их обслуживании. Размещение таких центров в центральных районах городов ограничено из-за недостатка свободных территорий внутри города. Перепрофилирование производственных зданий, расположенных в городской среде, позволит приблизить их к посетителям и избежать переездов за город за продуктами и товарами постоянного спроса. Для этих целей целесообразно использовать одноэтажные и многоэтажные промышленные здания с любыми пролетами и высотой. При большой высоте зданий рекомендуется возводить промежуточные перекрытия, которые позволяют увеличить

301

площадь торговых центров. Для сообщения между этажами необходимо устанавливать пассажирские и грузовые лифты. Складские помещения для хранения товаров, а также административные и бытовые помещения могут располагаться на вспомогательных и верхних этажах, высота которых может составлять 2500 мм. Верхние этажи и эксплуатируемые кровли в некоторых случаях могут использоваться под кафе и рестораны /97/.

Для крытых рынков наиболее подходят одноэтажные двух- и трехпролетные промышленные здания высотой от 4 до 10 м с верхним фонарным освещением / /. Один из пролетов может быть использован под крытый хозяйственный двор, а в остальных размещены прилавки и стеллаживитрины. Холодильные камеры и склады некоторых товаров рекомендуется размещать в подвальных помещениях, а служебные и бытовые помещения - в части пролетного пространства.

Культурно-развлекательные центры могут размещаться в одноили двух пролетных одноэтажных промышленных зданиях (рис. 4.7).

Рис. 4.7. Схема размещения зрительного зала и сцены в двухпролетном промышленном здании:

1- амфитеатр, 2- партер, 3- сценический планшет, демонтируемый для организации дискотек

В их состав входят помещения дискотек, киноконцертных залов, помещения для организации выставок, проведения книжных ярмарок, клубных (кружковых) занятий и т.п. В состав культурно-развлекательных центров могут входить помещения и сооружения для спортивных занятий. При организации зрительного зала предпочтительно использовать здание с пролетом 24 м, в котором можно организовать зрительный зал на 400-500 человек. При демонтаже кресел зрительные залы могут быть трансформированы в танцевальные площадки на 200-300 пар или в залы для проведения торжественных мероприятий с размещением гостей за банкетными столиками /97/.

Молодежные гостиницы рекомендуется устраивать в бывших многоэтажных промышленных зданиях /97/ с общей шириной в пределах 14-16 м. При большей ширине (18 и более метров) в центральной части пролета мо-

302

гут размещаться темные помещения для кладовых, буфетов, кафе, торговых киосков, гладильных, ремонтных мастерских и т.п. Высота гостиничных номеров должна составлять не менее 2800 мм при количестве спальных мест в номере - от одного до четырех. Площадь гостиничных номеров рекомендуется принимать из расчета 3-4 м2 на одного человека в спальной части многоместных номеров и 6-8 м2 - в одноместном номере. Для обеспечения звукоизоляции номера необходимо со стороны коридора устанавливать двойной дверной блок и размещать со стороны номера шкафы для

Рис. 4.8. Планировочные решения номеров гостиниц а) однокомнатный двухместный; б) двухкомнатный типа полулюкс

При высоте реконструируемого здания 4-5 м целесообразно устраивать подвесной потолок с размещением в его пространстве некоторых коммуникаций и вентиляционные короба. Устройство подвесного потолка увеличивает звукоизоляцию номера и позволяет организовать хорошее искусственное освещение. При высоте этажа реконструируемого здания более 5 м рекомендуется устраивать дополнительное перекрытие и использовать новое пространство как технический этаж.

4.5. Технологии производства работ при перепрофилировании промышленных зданий

Перепрофилирование промышленных зданий под объекты социальной сферы связано с решением нескольких задач технологического характера, которые возникают при изменении объемно-планировочного решения здания:

- увеличение общей площади за счет пристройки или использования подземного пространства;

-повышение теплозащитных качеств наружных ограждающих конструкций;

-создание нового архитектурного облика здания.

Изменение объемно-планировочного решения здания обычно связано с расширением внутрицехового пространства за счет увеличения шага колонн. Это достигается путем удаление одной или нескольких колонн сред-

303

него (средних) ряда, возведение дополнительных фундаментов и колонн, монтаж подстропильных ферм (балок) и повторный монтаж несущих и ограждающих конструкций реконструируемого пролета производственного здания /97/.

Такие работы целесообразно выполнять для размещения в зданиях определенных спортивных площадок, которые не вписываются в сетку колонн одноэтажных промышленных зданий. Это прежде всего относится к размещению тенистых кортов, бассейнов для водного пола, манежов для верховой езды, площадок для хоккея, роликодромов, площадок для гимнастов и т.п.

При удалении пролетных колонн возникает необходимость в установке подстропильных конструкций для опирания стропильных ферм или балок. Для решения этих задач в одноэтажных промышленных зданиях возможны два варианта установки подстропильных ферм /97:

-ниже верха колонн реконструируемого здания;

-выше верха колонн реконструируемого здания.

Подстропильные фермы должны опираться на дополнительные колонны, которые устанавливаются в непосредственной близости от основных колонн промышленного здания (рис. 4.9).

Рис. 4.9. Схемы локального расширения пролета одноэтажного промышленного здания:

а) установка подстропильных ферм ниже основного здания; б) установка подстропильных ферм выше основного здания; 1- дополнительные колонны, 2- подстропильные фермы, 3- дополнительные надстропильные фермы, 4- трибуны для зрителей

Для временного опирания стропильных ферм (балок) применяют временные опоры в виде решетчатых колонн или цельнометаллических труб диаметром 400 мм и инвентарные подкосы, снабженные устройством для подъема и опускания стропильных ферм или балок (рис.4.10).

304

Рис. 4.10. Основные узлы временной опоры

а) схема подъемного устройства; б) оголовник для вертикальной опоры; в) оголовник для наклонной опоры и подкоса; г) пята опоры

При устройстве дополнительных фундаментов под новые колонны для опирания на них подстропильных конструкций необходимо заключить старый и новый подколонники в железобетонную обойму с частичным подведением новой опорной плиты под подошву старого фундамента, как это показано на рис. 4.11.

Чтобы избежать обрушения грунта и ограничить размеры котлована вокруг старого фундамента, рекомендуется укреплять стенки котлована шпунтовыми забирками из досок, брусьев или стальных профилей. В качестве несъемной опалубки для устройства дополнительных фундаментов могут применяться плоские железобетонные плиты, листы профнастила или инвентарная опалубка. Для заполнения бетонной смесью полостей под подошвой старого фундамента рекомендуется опалубку нижней плиты нового фундамента выполнять на 100 - 150 мм выше подошвы старого фундамента и укладывать бетонную смесь в уровень с верхней гранью опалуб-

ки /97/.

Рис. 4.11. Сопряжение старого и нового фундаментов при установке дополнительной колонны

Установка дополнительных вертикальных опор для передачи на них нагрузки от подстропильных ферм (балок) осуществляется после набора бетоном фундаментов необходимой прочности. В качестве дополнитель-

305

ных опор могут быть стальные или железобетонные колонны (как в сборном, так и в монолитном варианте).

Ответственным моментом является процесс монтажа подстропильных ферм или балок: подъем фермы и перевод ее в проектное положение, так как эти работы приходится выполнять в недостатке высоты межферменного пространства. Для монтажа подстропильных ферм разработана специальная «траверса-кассета» (рис. 4.12), которая крепится к низу подстропильной фермы, что позволяет оголовник стрелы подъемного крана разместить ниже подстропильной фермы /97/.

Рис. 4.12. Схема траверсы-кассеты для подъема подстропильных ферм:

1 - ферма, 2- траверса, 3- балласт, 4- монтажная петля, 5- подкос для обеспечения устойчивости фермы

Подъем фермы осуществляется при синхронной работе двух кранов. Сначала траверса-кассета с фермой устанавливается под углом в 10-150 к продольной оси цеха, затем стрелы кранов поднимаются до максимальной высоты цеха и после этого начинается подъем траверсы-кассеты с подстропильной фермой (рис. 4.13).

Рис.4.13. Схема установки подстропильной фермы с помощью траверсы-кассеты:

а) положение фермы во время подъема; б) положение траверсы при наведении фермы на место установки; 1- ферма, 2- траверса-кассета,

3- монтажный кран, 4- временная опора; 5 - монтажная вышка;

При достижении расчетной отметки (на 100-200 мм выше проектной) траверса-кассета разворачивается за счет синхронного поворота обоих кранов и начинается медленное опускание фермы на посадочные места дополнительных колонн.

306

Опирание стропильных ферм осуществляется по верхнему поясу подстропильной, что повышает устойчивость системы в целом и упрощает ее монтаж (рис. 4.14). Стропильные фермы устанавливаются на специальные опорные столики высотой 150-170 мм (рис. 4.14, б), которые компенсируют разницу в отметках установки стропильных ферм.

Рис. 4.14. Схема установки подстропильной фермы (а) и узел расположения опорного столика стропильной фермы б)

После крепления стропильных ферм к опорным столикам производится демонтаж временных опор и подкосов и фундаментов под временные опоры.

Увеличение шага колонн одноэтажных промышленных зданий можно осуществить с помощью полигональной трехшарнирной арки (А.С. 1339226), которая устанавливается на фундаменты смежных колонн (рис.

4.15).

Рис. 4.15. Разрежение шага колонн с помощью полигональной трехшарнирной арки:

1 - удаляемая колонна; 2 - оставляемые смежные колонны; 3 - вскрытые верхние обрезы фундаментов; 4 - закладные детали вокруг колонны; 5 - анкеры, установленные в просверленные в фундаментах гнезда; 6 - полигональная трехшарнирная арка; 7 - затяжка; 8 - горизонтально-подвижной шарнир, уложенный на закладную деталь и подвижно охватывающий колонну; 9 - тарированные прокладки для фиксации опорной реакции фермы в замке арки; 10 - распорки; 11 - раскосы; 12гайки для натяжения затяжки; 13 - стропильная ферма

Для крепления арки производят вскрытие верхних обрезов фундаментов (3), устраивают закладные детали вокруг смежных колонн, которые крепят с помощью анкерных болтов (5), установленных в просверленные в

307

фундаментах гнезда. В верхней части арки устраивают опорную площадку в виде замка для опирания стропильной фермы, из под которой демонтируют колонну (1). Для фиксации опорной реакции фермы в замке арки устанавливают тарированные прокладки (9). К замку арки прикрепляют на сварке распорки (10), которые вторым концом крепятся к смежным колоннам. Для создания преднапряжения в трехшарнирной арке устанавливают затяжку (7). Натяжение затяжки осуществляют с помощью гайки (12), которую затягивают тарировочным ключом.

Устройство промежуточных перекрытий возникает при перепро-

филировании одноэтажных или многоэтажных промышленных зданий в многоярусные гаражи, торговые центры или иные многоэтажные объекты социальной сферы. Для организации дополнительных этажей и опирания промежуточных перекрытий необходимо устанавливать дополнительные колонны, в качестве которых рекомендуется применять металлические колонны. Высоту колонн принимают таким образом, чтобы торцевые стыки их находились на уровне 150 - 200 мм над перекрытием следующего этажа.

Фундаменты под колонны выполняют из монолитного железобетона в виде отдельно стоящих конструкций размером в плане не более 3,5 м.

Монтаж колонн можно выполнять с использованием крановманипуляторов грузоподъемностью 3-5 т. Пространственная устойчивость колонн обеспечивается сначала системой временных связей, а в последующем - за счет плит перекрытий, которые связывают в единое целое каркас здания.

В качестве несъемной опалубки для перекрытий применяют профи-

лированные листы высотой 80-120 мм, на которые при необходимости укладывают арматурные стержни или арматурные сварные сетки, а затем осуществляют монолитное бетонирование с помощью автобетононасосов через оконные проемы.

Для устройства дополнительных промежуточных перекрытий могут применяться сборные железобетонные плиты, опирающиеся на ригели из стальных профилей.

Опирание ригелей дополнительного перекрытия осуществляется на опорные столики, закрепленные на стальные или железобетонные колонны. Опорные столики изготавливаются из листовой стали толщиной 16 мм и крепятся к сальным колоннам на сварке, а к железобетонным - с помощью 12 стальных болтов диаметром 14 мм с анкерующими головками цангового типа (рис. 4.16).

308

Рис. 4.16. Опорный столик для ригелей, закрепленный к железобетонной колонне стальными анкерными болтами цангового типа

Увеличение строительного объема в реконструируемых одноэтажных

ив многоэтажных производственных зданиях может быть организовано за счет устройства подвальных помещений (рис. 4.17).

Не рекомендуется устраивать подвальные помещения в производственных зданиях с высоким уровнем грунтовых вод.

Глубина отрывки грунта при отдельно стоящих ступенчатых или ленточных фундаментах ограничивается отметкой заложения их подошвы, а для свайных фундаментов - в зависимости от длины сваи и отметки низа ростверка (рис. 4.17).

Для одноэтажных промышленных зданий, для которых планировочная отметка грунт находится на 150 мм ниже уровня пола, а глубина подошвы фундамента в зависимости от климатических условий строительства

исостояния грунта составляет от 1,8 до 3,0 м, высота подвального помещения может достигать от 2,0 до 3,0 м.

Учитывая, что перекрытие первого этажа многоэтажных промышленных зданий находится на уровне 0,6-0,9 м над уровнем грунта, то появляется реальная возможность устройства полноценного подвального этажа высотой 2,8-3,5 м (рис. 4.17, в,г).

Рис. 4.17. Схемы фундаментов промышленных зданий и возможная глубина устройства подвального помещения:

а) - столбчатый фундамент каркаса одноэтажного здания; б) - ленточный фундамент под несущие стены; в, г) - свайные фундаменты каркаса многоэтажных зданий; 1- грунт обратной засыпки, 2- лоток для трубопроводов, 3- железобетонная колонна, 4- кирпичная стена, 5- ригель, 6- железобетонная панель; 7- ростверк, забивная висячая свая, 9- буронабивная свая

309

При длине сваи около 6 м можно организовать подполье глубиной 0,9 м, а при длине сваи 10 м – до 1,5 м. Учитывая, что перекрытие первого этажа над уровнем грунта находится на отметке 0,6 - 0,9 м, появляется возможность устройства подвального этажа высотой 2,8 - 3,5 м /97/.

Глава 5 Усиление конструктивных элементов и повышение

тепловой защиты промышленных зданий

Впрактике реконструкции промышленных зданий и сооружений часто возникает необходимость усиления конструкций и их отдельных элементов. Необходимость усиления основных несущих элементов зданий (фундаментов, колонн, подкрановых балок, стропильных конструкций и т.п.) может быть вызвана следующими причинами:

- увеличение нагрузок на них в результате замены или усиления вышерасположенных конструкций (надстройка зданий, перестройка помещений);

- модернизация технологического оборудования или изменение технологического процесса;

- эксплуатационный износ с потерей несущей способности от воздействия динамических, вибрационных нагрузок или агрессивной воздушной среды и т.п.;

- возникновение конструктивных дефектов в результате неправильной эксплуатации конструкций ( разбрызгивание и разлив агрессивных жидкостей);

- случайные повреждения (выход из строя отдельных конструктивных элементов при демонтаже, транспортировке и установке технологического оборудования).

Усилению конструкций производственных зданий посвящены работы многих ученых, в том числе М.Н. Лащенко /44/, Е.В. Горохова /18/, В.Т. Гроздова /21/, И.С. Реброва /31/ ,А.А. Калинина /34/, .И. Кудишина /48/, В.В. Бирюлева /60/, Р.С.Санжаровского и В.М. Улицкого /78/ и других ав-

торов /4, 9, 17, 28, 42, 70/.

Взависимости от состояния строительных конструкций, их материала и характера разрушения применяют различные способы усиления как без изменения их напряженного состояния или конструктивной схемы (железобетонные или металлические обоймы, железобетонные рубашки, наращивание), так и с изменением напряженного состояния или конструктивной схемы конструкций (преднапряженные распорки, металлические балки, подкосы, горизонтальные шпренгели и затяжки).

Усиление конструкций обычно требует значительно меньше затрат, чем замена их новыми, но связано с выполнением сложных строительных процессов, которые могут выполняться без остановки или при кратковременных остановках производства.

310