Методы возведения надстройки при реконструкции здания

Моральное старение зданий – постоянная проблема всех типов зданий и сооружений, связанна с научно-техническим прогрессом и изменениями в области потребностей населения.

В условиях современной рыночной экономики целесообразнее рассматривать реконструкцию как наиболее рациональный способ увеличения площади жилищного фонда и экономного использования ограниченных ресурсов. Реконструкция позволяет существенно увеличить жилищный фонд при сохранении существующего за счет пристройки дополнительных объемов и надстройки. Основным направлением для реконструкции являются дома первых массовых серий. Поскольку более поздние здания с высокой степенью устаревания обладают достаточными физико-механическими характеристиками и эксплуатационной надежностью и их можно легко восстановить современными средствами и технологиями.

Многие малоэтажные дома ранней постройки морально устарели и не удовлетворяют потребности современного человека. Однако их отличает выгодное местоположение: они находятся в центре города, имеют широко развитую инфраструктуру. Реконструкция здания с надстройкой поможет устранить недостатки, и, что также немаловажно, увеличится цена за квадратный метр.

Большей популярностью при реконструкции жилых зданий пользуется способ надстройки [1, с. 12-13].

Основным процессом при надстройке этажей является возведение несущих стен и перекрытий. При этом необходимо обустройство гидроизоляционного ковра для предотвращения попадания на сооружение атмосферных осадков.

Особой проблемой является организация строительства в стеснённых городских условиях. В городских условиях далеко не всегда возможно использование грузоподъемных кранов. В качестве варианта решения данной проблемы при надстройке из монолитного железобетона можно использовать автобетононасосы, что порой может только увеличить стоимость строительства.

При этом существуют два вида конструктивных схем надстроек: в первом случае нагрузка от надстройки передается существующим несущим конструкциям здания, во втором масса надстроенных этажей передается на независимые фундаменты.

Особенностью первого вида является то, что используется запас прочности самого реконструируемого здания без изменения конструктивно-планировочного решения и значительного усиления его несущих элементов. Данный способ используется при надстройке одного или двух мансардных этажей (рис. 1).

Рис. 1. Поперечный разрез реконструируемого здания после реконструкции

Второй вид конструктивной схемы предполагает, что надстройка осуществляется на «вновь возводимом каркасе» вокруг здания, не только не нагружая несущие стены, но и освобождая их от веса старой кровли, снеговой и ветровой нагрузки (рис. 2). В этом случае возможна пристройка дополнительных объемов, эркеров, лифтовых шахт.

Рис. 2. Поперечный разрез реконструируемого здания после реконструкции

Самым простым и эффективным техническим решением при реконструкции зданий массовых серий является надстройка мансардных этажей. Одним из плюсов данного вида работ является отсутствие необходимости выселения жильцов.

Мансарды могут быть одно-, двух- или трехуровневыми. Одноуровневые мансарды представляют из себя надстройку с единым архитектурном стилем фасада. При строительстве мансарды конструктивную схему упрощают для ускорения производства работ, что в свою очередь увеличивает стоимость одного квадратного метра.

В среднем строительство мансардного этажа увеличивает полезную площадь здания до 30%, при этом стоимость этой площади составляет всего 45÷50% от нового строительства.

Для возведения мансард используются конструктивные элементы, собираемые вручную, изделия полной или частичной заводской готовности. Используемыми строительными материалами являются металл, древесина, сборный или монолитный бетон. Материалы или комбинации материалов выбираются в зависимости от требуемой долговечности и допускаемых стоимостных показателей [2].

Существует несколько методов возведения мансардных этажей:

1. Надстройка мансардных этажей из мелкоштучных элементов, возводимых вручную;
2. Возведение несущих конструкций укрупненными плоскими рамами методом надвижки с поворотом в проектное положение;
3. Надстройка с применением объемных блоков высокой степени заводской готовности при монтаже крановыми средствами или методом надвижки;
4. Надстройка одно-, двухуровневых мансардных этажей из объемных блоков на пролет здания методом надвижки или крановой установки [3].

Естественно, выбор технологии производства работ по надстройке не только мансардных, но и полноценных этажей сводится к определению той технологии, которая позволит привлечь как можно меньшее количество ресурсов и займёт меньше времени для получения максимальной выгоды.

Рассмотрим отдельные способы надстройки при реконструкции жилого здания [4, с. 16-28]:

1. Данный способ предусматривает выполнение в фасадных стенах базового здания отверстий размерами, обеспечивающими пропуск установленных на отметке верха последнего междуэтажного перекрытия базового здания поперечных балок с образованием консолей. Стойки первого этажа надстройки устанавливают на поперечные балки и на обвязочный пояс по периметру здания. Для пропуска стоек в крыше здания образуют отверстия, предварительно размещая над ними съемные защитные зонтики. На стойки устанавливают каркас надстройки, производят обшивку каркаса ограждающими материалами и осуществляют разборку крыши и парапета базового здания. Одновременно со сборкой каркаса надстройки в пространстве верхнего надстраиваемого этажа устанавливают систему кран-балок, обеспечивающих передвижение подвешиваемых к балкам тельферов, и все дальнейшие работы по завершению надстройки и разборке крыши базового здания выполняют с использованием вышеуказанных тельферов.

Технической задачей данного метода является создание такого способа возведения надстройки при реконструкции жилого здания, который не требует автономного опирания надстройки, обеспечивает механизированный монтаж и демонтаж конструктивных элементов, а также изоляцию жилых помещений базового здания от атмосферных воздействий без применения защитного тента. Это, в конечном итоге, приводит к сокращению сроков реконструкции и достижению экономического эффекта при реконструкции базового здания, выполняемой без отселения жильцов (рис. 3 и 4) [5].

Рис. 3. Разрез метода возведения надстройки реконструируемого здания

Рис. 4. Узел опоры

2. Представленный метод относится к строительной отрасли, а именно к способу возведения надстройки над жилым зданием. Технический результат изобретения заключается в повышении пространственной устойчивости здания. Способ возведения надстройки при реконструкции жилого здания включает изготовление фундамента с последующей установкой на них железобетонных пилонов, демонтаж крыши реконструируемого здания, возведение надстройки, состоящей из перекрытий и монолитных балок-стенок с опиранием конструкции первого надстраиваемого этажа на временные опоры. В процессе бетонирования наружные балки-стенки первого надстраиваемого этажа жестко соединяют с пилонами. После набора прочности бетоном балок-стенок первого надстраиваемого этажа последовательно производят поэтажное бетонирование балок-стенок последующих этажей. В ячейках, образованных балками-стенками, протяженными на всю высоту надстройки, в процессе их бетонирования устанавливают междуэтажные перекрытия, жестко соединенные с балками-стенками.

Задачей предлагаемого метода является повышение пространственной устойчивости надстройки реконструируемого здания с целью исключения прогрессирующего обрушения при запроектных воздействиях и упрощение технологии его возведения (рис. 5 и 6) [6].

Рис. 5. План возведения надстройки до реконструкции здания

Рис. 6. План возведения надстройки после реконструкции здания

Если сравнивать два представленных выше метода то, каждый имеет свои преимущества и недостатки. Первый метод подразумевает как сокращение сроков реконструкции, так и экономической эффективности процесса реконструкции, в свою очередь второй метод даёт возможность большего количества надстроенных этажей и увеличенную устойчивость здания. Сравнение с экономической точки зрения покажет, что второй метод является более ресурсозатратным как с финансовой, так и с материальной точки зрения что в свою очередь если посмотреть на планировочную схему в результате даёт большую несущую способность и устойчивость сооружения после реконструкции.

В заключение можно отметить, что развитие ассортимента энергоэффективных строительных материалов напрямую способствовало совершенствованию технологий возведения надстраиваемых этажей. Как было продемонстрировано выше, результатом этих изменений стали методы надстройки, позволяющие проводить работы без выселения жильцов - что особенно важно при реконструкции жилых домов в плотной городской застройке.