Реконструкция зданий с заменой деревянных перекрытий
25 августа 2010 года в Минске состоялась конференция «Реконструкция и реставрация зданий и сооружений», в которой участвовали более ста специалистов из Беларуси, России и Украины. Ее организаторы – Белорусский союз строителей, компания «Отраслевые форумы» и редакция журнала «Мастерская. Современное строительство». О реконструкции многоэтажных зданий с заменой деревянных перекрытий сборно-монолитными железобетонными на конференции рассказал Дмитрий НАВОЙ, заведующий лабораторией несущих конструкций РУП «Институт «БелНИИС», Минск. Далее – изложение письменного варианта этого выступления.
Два варианта технических решений по реконструкции старых зданий
К настоящему времени в городах накопилось достаточно большое количество зданий старой постройки высотой до 2-5 этажей с наружными и внутренними несущими стенами из кирпича и междуэтажными перекрытиями по деревянным балкам. Такие перекрытия после длительного срока эксплуатации в большинстве случаев имеют значительный физический износ и не отвечают требованиям пожарной безопасности. Поэтому необходима замена этих конструкций или снос зданий.
Отдельные старые здания обладают статусом памятников архитектуры и охраняются государством. Для сохранения таких объектов предпочтительна реконструкция без изменения их внешнего облика с максимальным использованием существующих конструкций и применением новых, более надежных конструктивных решений. Решений, которые позволяют при минимальной себестоимости обеспечивать современную планировку внутреннего пространства. В институте БелНИИС разработаны и апробированы на практике два варианта технических решений по реконструкции зданий старой постройки. Первый вариант основан на замене деревянных перекрытий и внутренних несущих стен и перегородок на встраиваемый в существующий объем неполный железобетонный каркас с плоскими сборно-монолитными дисками перекрытий из многопустотных плит.
Второй вариант предусматривает сохранение существующих внутренних и наружных стен с заменой деревянных перекрытий плоскими сборно-монолитными железобетонными с опиранием их на существующие стены.
Первый вариант впервые реализован в историческом центре Могилева при реконструкции 5-этажного жилого дома с надстройкой мансардного этажа с использованием доступных материалов. Второй вариант реализован при реконструкции здания общежития БГСХА в Горках, здания учебного корпуса МГУ им. А.А. Кулешова в Могилеве и административного здания по Велосипедному переулку в Минске.
Реконструкция с изменением существующих планировочных решений
При проведении реконструкции здания жилого дома на улице Первомайской в Могилеве были демонтированы конструкции кровельного покрытия, деревянные междуэтажные перекрытия, внутренняя продольная стена, а также конструкции дымоходов печного отопления до уровня существующего железобетонного перекрытия над подвалом и над первым этажом в одной из секций. При этом полностью сохранены наружные несущие стены из глиняного кирпича, конструкции бутобетонных фундаментов и существующие перекрытия из монолитного железобетона, а также внутренние стены лестничных клеток. В образовавшееся пространство, после соответствующего обследования и определения несущей способности кирпичной кладки стен, фундаментов и оснований под ними, был встроен неполный железобетонный каркас с плоскими сборно-монолитными перекрытиями из многопустотных плит. Это позволило расчистить внутренний объем здания и обеспечить гибкую планировку квартир, офисов, предприятий торговли и других помещений с возможностью ее изменения на любой стадии строительного процесса и эксплуатации.
В местах опирания монолитных колонн встраиваемого каркаса на существующие ленточные фундаменты из бутобетона последние для восприятия сосредоточенной нагрузки были усилены охватывающими их по боковым сторонам железобетонными обоймами, уширенными в основании. На средних участках внутренней продольной кирпичной стены подвала и монолитном перекрытии над ним для пропуска колонн устроены сквозные проемы, а в местах сопряжения внутренней продольной кирпичной стены подвала с торцевыми стенами и с поперечными стенами лестничных клеток выполнялось их усиление металлопрокатом, выводимого на уровень отметки пола первого этажа. К конструкциям усиления крепили на сварке стальные оголовники, которые одновременно являлись пятами крайних колонн каркаса в каждой секции. Такое конструктивное решение позволило обеспечить совместную работу существующих и дополнительных конструкций.
Плоское сборно-монолитное междуэтажное перекрытие в ячейках каркаса образовано группами многопустотных плит и скрытыми в пределах толщины перекрытия продольными и поперечными монолитными железобетонными ригелями. Последние в створе колонн и по периметру стеновых ограждений объединяют группы плит в единый диск с жесткими узлами и образуют перекрестно-балочную систему, опертую на колонны сечением 400 на 400 миллиметров в жестких узлах и шарнирно – на кирпичную кладку наружных несущих стен здания и внутренних стен лестничных клеток. Сопряжения многопустотных плит с поперечными ригелями осуществлено посредством выпусков рабочей арматуры из плит, заделанных в ригели на длину 150±10 миллиметров, а также бетонных шпонок, входящих в открытые по торцам плит пустоты на глубину 100±10 миллиметров до заранее установленных в них бетонных вкладышей. Опирание дисков перекрытий на кирпичные стены – дискретное, с шагом 800 миллиметров посредством армированных монолитных железобетонных выступов крайних монолитных ригелей, наглухо забетонированных в существующих нишах по месту расположения демонтированных деревянных балок. Кроме того, применение монолитных ригелей в дисках перекрытий позволило на наружном фасаде здания выполнить устройство балконов, имеющих консоли, пропущенные сквозь кирпичную кладку стен.
Для более полного использования резервов несущей способности существующих конструкций и расширения полезных площадей в здании, по результатам обследования была выявлена возможность надстройки дополнительного мансардного этажа из легких ячеистобетонных блоков. В результате удельная себестоимость строительно-монтажных работ конструктивной части составила 34 условные единицы на квадратный метр согласно объектным сметам.
Технология устройства встраиваемого неполного каркаса
После бетонирования монолитных колонн в уровне подвального этажа с устройством выпусков их рабочей арматуры над сохраняемым железобетонным перекрытием над подвалом, устанавливали арматурные каркасы колонн верхнего яруса. Затем монтировали опалубку колонн, раскрепляли ее в проектном положении и производили послойную укладку бетонной смеси с виброуплотнением. Для ускоренного набора распалубочной прочности в холодное время года использовали противоморозные добавки с электропрогревом. После распалубки колонн в местах размещения монолитных ригелей (в створах колонн и по периметру стеновых ограждений) устанавливали монтажно-технологическую оснастку из телескопических стоек со щитами из ламинированной фанеры, уложенной по балкам. Эта оснастка служила временными опорами для монтируемых на них многопустотных плит с зазорами между торцами и опалубкой монолитных ригелей.
На опалубку укладывали рабочую арматуру монолитных ригелей, монтировали многопустотные плиты и производили заполнение бетонной смесью зазоров между плитами с виброуплотнением глубинными вибраторами. После набора бетоном монолитных ригелей распалубочной прочности оснастку демонтировали и переставляли на верхние ярусы с повторением всего технологического цикла.
Реконструкция без изменения существующих планировочных решений
При реконструкции общежития в Горках, учебного корпуса МГУ в Могилеве и административного здания по Велосипедному переулку в Минске функциональное назначение зданий после реконструкции оставалось без изменений. Поэтому необходимости в изменении планировочных решений не было. При реконструкции указанных зданий была произведена разборка существующих деревянных перекрытий. При этом полностью сохранены наружные несущие и ограждающие стены из глиняного кирпича, конструкции бутобетонных фундаментов, а также внутренние продольные и поперечные стены, стены лестничных клеток.
В последующем после соответствующего обследования и определения несущей способности кирпичной кладки стен, фундаментов и оснований под ними была произведена замена деревянных перекрытий плоскими сборно-монолитными железобетонными перекрытиями, состоящими из плоских многопустотных плит и плоских монолитных железобетонных ригелей. Конструкция железобетонных перекрытий аналогична первому варианту.
Заключение
Реализация разработанных в институте БелНИИС принципиально новых конструктивных решений, которые относятся к реконструкции зданий старой постройки с заменой, во-первых, внутренних несущих конструкций на встраиваемый в существующий объем здания неполный каркас и с сохранением, во- вторых, существующих стен, позволяет помимо прочего повысить потребительское качество объектов, а также обеспечить минимальное удельное потребление ресурсов при использовании доступных строительных материалов.
Подготовил Дмитрий ЖУКОВ
Два варианта технических решений по реконструкции старых зданий
Отдельные старые здания обладают статусом памятников архитектуры и охраняются государством. Для сохранения таких объектов предпочтительна реконструкция без изменения их внешнего облика с максимальным использованием существующих конструкций и применением новых, более надежных конструктивных решений. Решений, которые позволяют при минимальной себестоимости обеспечивать современную планировку внутреннего пространства. В институте БелНИИС разработаны и апробированы на практике два варианта технических решений по реконструкции зданий старой постройки. Первый вариант основан на замене деревянных перекрытий и внутренних несущих стен и перегородок на встраиваемый в существующий объем неполный железобетонный каркас с плоскими сборно-монолитными дисками перекрытий из многопустотных плит.
Второй вариант предусматривает сохранение существующих внутренних и наружных стен с заменой деревянных перекрытий плоскими сборно-монолитными железобетонными с опиранием их на существующие стены.
Первый вариант впервые реализован в историческом центре Могилева при реконструкции 5-этажного жилого дома с надстройкой мансардного этажа с использованием доступных материалов. Второй вариант реализован при реконструкции здания общежития БГСХА в Горках, здания учебного корпуса МГУ им. А.А. Кулешова в Могилеве и административного здания по Велосипедному переулку в Минске.
Реконструкция с изменением существующих планировочных решений
В местах опирания монолитных колонн встраиваемого каркаса на существующие ленточные фундаменты из бутобетона последние для восприятия сосредоточенной нагрузки были усилены охватывающими их по боковым сторонам железобетонными обоймами, уширенными в основании. На средних участках внутренней продольной кирпичной стены подвала и монолитном перекрытии над ним для пропуска колонн устроены сквозные проемы, а в местах сопряжения внутренней продольной кирпичной стены подвала с торцевыми стенами и с поперечными стенами лестничных клеток выполнялось их усиление металлопрокатом, выводимого на уровень отметки пола первого этажа. К конструкциям усиления крепили на сварке стальные оголовники, которые одновременно являлись пятами крайних колонн каркаса в каждой секции. Такое конструктивное решение позволило обеспечить совместную работу существующих и дополнительных конструкций.
Плоское сборно-монолитное междуэтажное перекрытие в ячейках каркаса образовано группами многопустотных плит и скрытыми в пределах толщины перекрытия продольными и поперечными монолитными железобетонными ригелями. Последние в створе колонн и по периметру стеновых ограждений объединяют группы плит в единый диск с жесткими узлами и образуют перекрестно-балочную систему, опертую на колонны сечением 400 на 400 миллиметров в жестких узлах и шарнирно – на кирпичную кладку наружных несущих стен здания и внутренних стен лестничных клеток. Сопряжения многопустотных плит с поперечными ригелями осуществлено посредством выпусков рабочей арматуры из плит, заделанных в ригели на длину 150±10 миллиметров, а также бетонных шпонок, входящих в открытые по торцам плит пустоты на глубину 100±10 миллиметров до заранее установленных в них бетонных вкладышей. Опирание дисков перекрытий на кирпичные стены – дискретное, с шагом 800 миллиметров посредством армированных монолитных железобетонных выступов крайних монолитных ригелей, наглухо забетонированных в существующих нишах по месту расположения демонтированных деревянных балок. Кроме того, применение монолитных ригелей в дисках перекрытий позволило на наружном фасаде здания выполнить устройство балконов, имеющих консоли, пропущенные сквозь кирпичную кладку стен.
Для более полного использования резервов несущей способности существующих конструкций и расширения полезных площадей в здании, по результатам обследования была выявлена возможность надстройки дополнительного мансардного этажа из легких ячеистобетонных блоков. В результате удельная себестоимость строительно-монтажных работ конструктивной части составила 34 условные единицы на квадратный метр согласно объектным сметам.
Технология устройства встраиваемого неполного каркаса
На опалубку укладывали рабочую арматуру монолитных ригелей, монтировали многопустотные плиты и производили заполнение бетонной смесью зазоров между плитами с виброуплотнением глубинными вибраторами. После набора бетоном монолитных ригелей распалубочной прочности оснастку демонтировали и переставляли на верхние ярусы с повторением всего технологического цикла.
Реконструкция без изменения существующих планировочных решений
В последующем после соответствующего обследования и определения несущей способности кирпичной кладки стен, фундаментов и оснований под ними была произведена замена деревянных перекрытий плоскими сборно-монолитными железобетонными перекрытиями, состоящими из плоских многопустотных плит и плоских монолитных железобетонных ригелей. Конструкция железобетонных перекрытий аналогична первому варианту.
Заключение
Реализация разработанных в институте БелНИИС принципиально новых конструктивных решений, которые относятся к реконструкции зданий старой постройки с заменой, во-первых, внутренних несущих конструкций на встраиваемый в существующий объем здания неполный каркас и с сохранением, во- вторых, существующих стен, позволяет помимо прочего повысить потребительское качество объектов, а также обеспечить минимальное удельное потребление ресурсов при использовании доступных строительных материалов.
Подготовил Дмитрий ЖУКОВ
Строительство и недвижимость. Статья была опубликована в номере 35 за 2010 год в рубрике мат. и тех.
