925

сивность набора прочности бетоном и сроки для выполнения последующих строительных операций.

. В настоящее время разработаны современные технологии выполнения монолитных работ, которые по темпам приближаются к сборному варианту. Значительная роль при этом отводится ускоренным процессам твердения бетона с помощью использования химических добавок, применения технологии прогрева греющими проводами, гибкими графитовыми лентами, термоактивными подвесными опалубками и другими способами, позволяющими достичь требуемой прочности бетона для зимних условий за 32-48 ч и для летних условий - за 24-26 ч.

Транспортировка, укладка и уплотнение бетонной смеси занимает заметное место в системе монолитного строительства. В стесненных условиях производства работ при бетонировании фундаментов, перекрытий, колонн и других конструктивных элементов целесообразно использовать авто - и стационарные бетононасосы с подачей бетонной смеси через оконные проемы (рис.1.63).

Рис.1.63. Подача бетонной смеси автобетононасосом для устройства монолитных перекрытий

Использование индустриальных опалубочных систем, эффективных средств подачи и кладки бетонной смеси, а также ускоренных режимов твердения бетона обеспечивает общую продолжительность работ на каждом этаже реконструируемого здания в пределах 5-7 рабочих дней.

При выполнении работ по надстройке здания сохраняется прежняя технология, связанная с установкой опалубки и бетонирования стен или колон каркаса. Отличительной чертой является устройство наружного ограждения для надстраиваемых этажей, которое ведется после выполнения работ по возведению несущих конструкций надстройки.

1.7.6. 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.

71

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 каркаса целесообразно применять при реконструкции жилых зданий прямоугольной формы плана, к которым относятся прежде всего жилые здания первых массовых типовых серий. 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 встроенного 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. 1.64).

Рис. 1.64. 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) предусматривается следующая технологическая цепочка работ (п.9.5./119/). Сначала устраиваются фундаменты стаканного типа, в которые устанавли-

72

ваются 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 осуществляется с использованием штепсельных соединений, приведенных на рис.1.64, а).

При достижении прочности бетона стыка колонны с фундаментом не менее 70% от нормативной величины монтируются сборные надколонные плиты. Их выверка и временное крепление осуществляются с помощью механических домкратов, устанавливаемых на колоннах, и временных опорных стоек. После выполнения сварочных работ и омоноличивания стыков надколонных плит осуществляется установка пролетных и рядовых плит. Их точность установки по горизонтали осуществляется применением временных опор, имеющих устройства для регулирования монтажного горизонта. Стыки колонн с надколонными плитами, а также плит между собой омоноличиваются бетонной смесью на класс выше, чем бетон сборных конструкций. Для ускорения процесса твердения бетона используют смеси на быстротвердеющих цементах, на вяжущих с низкой водопотребностью, применением суперпластификаторов и комбинирванных добавок, методом обогрева и другими приемами и технологиями. При выполнении работ по устройству встроенного каркаса предусматривается обеспечение связей плит перекрытия со стеновым ограждением путем устройства штраб по периметру стен, армированием этого пространства, а также установки анкерных элементов, соединяемых с закладными деталями надколонных плит.

При надстройке этажей над реконструируемым зданием при системе КУБ (рис.1.64, б) сначала бетонируется монолитная фундаментная плита толщиной 300-500 мм с армированием, которая воспринимает нагрузки от здания, включая надстройку. При устройстве 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 перекрытия, 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 снижению 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, требующих дополнительных затрат на их ликвидацию. В связи с этим используется безбалочная сборно-монолитная система, в которой в качестве сборных элементов перекрытия применяются

73

только надколонные плиты, а остальное пространство выполняется в монолитном варианте (рис.1.65).

В этой системе после монтажа колонн каркаса и надколонных плит, а также производства сварочных работ и омоноличивания стыков осуществляются процесс установки опалубки, армирование и бетонирование монолитных участков перекрытия.

Для каркаса надстраиваемой части здания используются колонны высотой на 2-3 этажа с открытой арматурой в зоне стыка надколонных плит. Наращивание колонн по высоте осуществляется с использованием штепсельных соединений. Монтаж элементов перекрытия начинается с установки надколонных плит. Стыки колонн с надколонными плитами омоноличиваются бетоном не ниже класса В25. Соединение надколонных плит со стеновым ограждением выполняется с устройством штраб по периметру стен, армированием этого пространства и омоноличиванием бетоном

(рис.1.65, узел А).

Рис.1.65. Сборно-монолитная безбалочная система:

1 - многоярусные колонны; 2 - надколонные плиты; 3 – монолитные участки перекрытия; 4 - опалубка перекрытия; 5 - штраба; 6 - омоноличивание стыка плиты со стеновым ограждением

Для устройства монолитных участков перекрытия используется опалубочная система, состоящая из опорных телескопических стоек, балок, прогонов и щитов опалубки. После установки опалубки производится связь арматурного заполнения монолитной плиты с выпусками арматуры надколонных плит, чем достигаются монолитность соединений и равнопрочность стыковых соединений. Процесс подачи бетонной смеси осуществляется с помощью мостового крана крана, а уплотнение - с использованием виброреек, которые перемещаются по наружным поверхностям сборных надколонных плит. Для ускорения процессов твердения и набора прочности бетона применяется прогрев бетонной смеси греющими проводами, гибкими графитовыми лентами, термоактивными подвесными опалубками и другими средствами, позволяющими получать требуемую 70%- ную прочность бетона через 24-36 ч. Тепловая обработка может применяться и в летних условиях производства работ, так как при этом резко снижается продолжительность выдерживания бетона.

74

1.8. Изменение объема зданий

Изменение объема зданий относится к особым видам реконструкции, так как затрагивает 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 дополнительных помещений в подкрышном пространстве;

-надстройка здания путем повышения его этажности;

-размещение на эксплуатируемой крыше рекреационного пространства для досуга на свежем воздухе.

1.8.1. Повышение этажности зданий путем устройства мансардных надстроек

Наиболее простым и эффективным технологическим приемом надстройки является устройство мансардных этажей, позволяющим получение дополнительной до 20-25% жилой площади при стоимости не превышающей 45-50% нового строительства /51,98/.

Мансарды – одно-двух или трехэтажные помещения, размещенные в чердачном пространстве, фасад которых полностью или частично образован поверхностями наклонной или ломаной крыши. Общим признаком мансарды является крутой уклон скатов необходимый для увеличения пространства расположенных в ней помещений.

Надстройка мансардных этажей является самым простым и эффективным техническим решением при реконструкции жилых зданий массовой застройки. Она может проводиться с отселением и без отселения жильцов

/11,25,62,108 и др./.

Экономические преимущества мансардного строительства очевидны. Строительство мансардного этажа на пятиэтажном доме увеличивает общую площадь дома в среднем на 1000 м2 и экономит 0,15 га городской территории. Необходимо отметить, что увеличение жилой площади при реконструкции зданий путем надстройки обходится в 1,5 раза дешевле, чем при строительстве на новых территориях, при этом в 1,5 раза сокращаются затраты на строительство инженерной инфраструктуры, так как отпадает необходимость 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.

При проектировании мансардной надстройки необходимо:

-на основе планировочного решения надстраиваемого здания выбрать планировочный вариант мансарды;

-в зависимости от внешнего вида окружающих зданий определить форму и размер крыши;

-осуществить взаимосвязь размещения мансардных помещений с транспортной структурой здания-основы;

75

-произвести взаимодействие проектируемо и существующей систем инженерного оборудования и обеспечить их совместную работу;

-определить конструктивную схему и материал ограждающих конструкций мансарды с учетом единства конструкций и архитектурной формы надстраиваемого здания;

-с учетом особенностей мансардного этажа выбрать форму и габариты помещений, а также форму и размещение оконных проемов;

-назначить конструкцию крыши и кровельного материала с учетом обеспечения теплозащиты, 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.

Геометрические формы мансард весьма разнообразны: они могут быть симметричными и несимметричными; одноуровневые, двухуровневые

иодно-, и двухуровневые с дополнительным этажом; иметь треугольный или ломанный силуэт; располагаться по всей ширине здания или только по одну сторону от его продольной оси, когда это необходимо по условиям инсоляции.

Типы мансардных этажей приведены на рис. 1.66 /61/.

Рис.1.66. Типы мансардных этажей по видам кровли и уровням

А- одноуровневые; Б - двухуровневые; В – двухуровневые

свключением нижнего этажа

Мансарды могут располагаться в створе наружных стен здания или выходить за его границы, опираясь при ограниченном выносе мансардного объема на консольный вынос перекрытия нижележащего этажа или при

76

большом выносе - на дополнительные опоры в виде колонн или стены

(рис.1.67).

При ломаной форме крыши уклон ее нижней части составляет 6070%, 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 архитектурнопланировочных решений, а расположенные в них помещения - любую площадь и конфигурацию.

Рис.1.67. Расположение мансард относительно створа здания:

а – в створе здания; б – за границами стен здания; в – то же, на дополнительных опорах

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.

Геометрические формы мансард весьма разнообразны: они могут быть симметричными и несимметричными; иметь треугольный или ломанный силуэт; располагаться по всей ширине здания или только по одну сторону от его продольной оси, когда это необходимо по условиям инсоляции

(рис.1.68).

Рис.1.68. Схемы устройства мансард

а)- в чердачном пространстве с внутренним водоотводом; б) - то же, с наружным водоотводом; в)- с устройством мансарды на половине чердачного пространства

Вариант мансардной надстройки при реконструкции здания серии 1- 464 путем придания ему пирамидального силуэта и устройством мансарды на две стороны приведен на рис.1.69.

77

Такое решение устройства мансардной надстройки значительно повышает архитектурную выразительность реконструируемого здания и придает ему привлекательный облик.

Рис.1.69. 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 существующего дома, в котором скаты мансарды расположены в продольном направлении, образуя на фасаде фронтон (рис.1.70).

.

Рис.1.70. 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.1.71.

При устройстве односторонней мансарды возникает возможность на второй половине кровли организовать летнюю зону отдыха (рис.1.71, б).

78

При устройстве второго варианта, мансардная надстройка входит в состав квартиры нижележащего этажа, что превращает ее в двухуровневую квартиру с увеличением жилой площади.

Рис.1.71. 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

1.8.2. Конструктивное решение мансардных надстроек

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, собираемые 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 мансард, где традиционные конструкции нельзя применять изза ограниченной несущей способности 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 геометрических форм мансардных надстроек, что значительно повышает архитектурный облик реконструируемого здания.

На рис.1.72 приведено решение мансардной надстройки из одноэтажной рамы пролетом 12 м, состоящей из деревянных стоек, установленных на балку перекрытия, прогонов, фермы, подкосов рамы и подкосовстропил /98/.

79

.

Рис.1.72. 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

Наружные ограждающие конструкции мансарды выполняют, как это изображено на рис.1.73.

Рис.1.73. Наружные ограждающие конструкции мансард:

в) – коньковый узел бесчердачной мансарды; г) – то же, чердачной; д) – карнизный узел; 1 – кровля; 2 – обрешетка; 3 – защитная паровоздушная пленка; 4 – контробрешетка; 5 – вентилируемая воздушная прослойка; 6 – утеплитель; 7 – пароизоляция; 8 – деревянные рейки; 9 – гипсокартон; 10 –черепица с вентиляционной решеткой; 11 – вентиляционная решетка; 12 – мауэрлат; 13 – коньковая черепица

Отечественный и зарубежный опыт показал, что наиболее целесообразно применять для устройства мансардных этажей деревянные фермы и рамы на шпоночных соединениях (п.10.4 /119/). Эта технология позволяет изготавливать несущие конструкции в виде полуферм или полурам, а затем осуществлять их сборку непосредственно на рабочем месте без постоянного использования кранового оборудования. Деревянные рамы целесообразно применять при надстройке мансардных этажей крупнопанельных зданий серий 1-464 и 1-468 , а также домов с кирпичными стенами. Использование деревянных рам при надстройке мансардных этажей позволяет выполнять

80