Исходя из экономических соображений
Надстройка, пристройка и перемещение зданий
План лекции:
1. Надстройка зданий
2. Пристройки к зданиям и встройки
3. Передвижение и подъем зданий и сооружений
1. Надстройка зданий
Это один из наиболее важных видов реконструктивных работ, применяемых в следующих случаях.
1. Надстройка из градостроительных требований (для выравнивания застройки и укрупнения групп зданий)
Надстройка зданий может выполняться:
Как без усиления конструкций существующего здания, так и с усилением (возможно, даже с устройством для надстройки самостоятельного фундамента, независимого от существующего). |
Экспериментальное проектирование показывает, что существующие пятиэтажные здания можно надстраивать на:
2-3 этажа, как правило, без усиления фундаментов, но с усилением простенков первого этажа. |
При этом удается получить прибавление общей площади за счет:
пристройки эркеров и лоджий………………………. 3—8%
надстройки одно- и двухэтажных зданий………….13—14%
надстройки четырех- и пятиэтажных здании……..60—70%
Выполнение надстроек, опирающихся на самостоятельный каркас, позволяет довести высоту зданий до:
16-17 этажей ( например, московская гостиница «Москва»). |
При надстройке кирпичных зданий чаще применяют:
Внутренний каркас, |
а крупнопанельных —
Наружный каркас, |
состоящий из «этажерок-лоджий» по длинным фасадам и опирающихся на них мощных поперечных балок, несущих надстройку (метод «Фламинго»).
По статистике общая площадь кирпичных и панельных жилых зданий, построенных на территории России в 50—60-х годах по типовым проектам первого поколения (так называемые «хрущовки»), оценивается в 250 млн. м2, что составляет не менее 10% всего жилого фонда и около 15—20% городского. За два десятилетия было построено 70-80 тыс. четырех-, пятиэтажных домов. Сегодня эти дома имеют очень высокий моральный износ, т. е не отвечают современным требованиям к жилью, значительная их часть требует неотложной реконструкции (причем срок эксплуатации многих здании без капитального ремонта превышает 30 лет).
Площадь плоских покрытий и пустующих чердаков жилых зданий оценивается в 500—600 млн. м2, поэтому только надстройка в один этаж может дать 50-70 млн. м2 дополнительной площади, т.е. около 1 млн. квартир. Кроме того, экономия городской территории для нового строительства составит около 10 тыс. га.
Мансардные этажи позволяют получить жилье по себестоимости на 25-40% дешевле, чем в новом доме.
У города появляется реальная возможность получить дополнительную жилую площадь при меньших затратах, без отвода новых земель, на благоустроенной территории, уже имеющей социальную и транспортную инфраструктуры.
Таким образом, возможны три вида надстроек:
1) | Устройство мансард, т. е. расположение помещений в подкрышном пространстве, на месте переустроенного чердака, |
2) | Собственно надстройка здания, т. е. возведение еще нескольких этажей на существующих или автономных конструкциях, |
3) | Размещение на функционально эксплуатируемой крыше небольших помещений и рекреационных пространств (например, устройство престижного жилья – «пентхауса», площадок обзорных, прогулочных, для приготовления барбекю и пр.) |
В настоящее время надстройка мансард происходит повсеместно (зачастую без реконструкции здания).
Работы, как правило, ведутся:
Без отселения жильцов или прекращения функционирования административного здания. |
Во всех вариантах устройства мансард (рис 1.1) показаны схемы устройства двухэтажных помещении.
Рис. 1.1. Варианты устройства мансард
А | - | С использованием верхнего технического этажа или с превращением существующего верхнего этажа в зону дневного пребывания и размещением спальной зоны в подкрышном пространстве, |
Б | - | Устройство мансарды с надстройкой одного этажа, |
В | - | Размещение двухэтажных помещений под высокой крышей. |
Однако при этом площадь верхнего уровня получается очень малой и здесь реально можно разместить:
Лишь спальные помещения. |
Окна в помещениях мансарды могут располагаться:
а) | - | Непосредственно в плоскости ската крыши; |
б) | - | В вертикальной плоскости (по аналогии со слуховыми чердачными окнами); |
в) | - | В плоскости наращиваемых по высоте стен здания (т. е. в фасадной плоскости). |
При применении двухуровневых мансард возникает проблема:
Размещения внутриквартирных лестниц, являющихся не только коммуникативным средством, но и очень важным фактором решения (украшения) интерьера. |
Несущие конструкции мансард обычно выполняют:
В дереве, иногда с включением металлических конструктивных элементов. |
Обычно это самостоятельная рамная стропильная подкосная система.
Если мансарда двухуровневая, то межуровневые балки служат затяжками стропильной системы, уменьшающими свободную длину стоек и стропильных ног.
На рис 1.2 приведены различные схемы надстроек, позволяющих увеличить высоту здания сразу на несколько этажей.
Рис. 1.2. Конструктивные схемы многоэтажных надстроек:
А | - | С передачей нагрузки на существующие конструкции без изменения конструктивной схемы здания, |
Б | - | С передачей только части нагрузки на существующие конструкции и с устройством дополнительных колонн каркаса, |
В | - | С поперечными балками-стенками и внешними колоннами, несущими надстройку (схема «Фламинго»), |
- | Надстраиваемое здание, | |
- | Надстройка (выделена заливкой цветом), | |
- | Колонны нового каркаса, устанавливаемые по новой конструктивно-планировочной схеме (показаны пунктиром), | |
- | Колонны, несущие только надстройку (показаны пунктиром), | |
- | Балки-стенки (показаны текстурированной заливкой). |
По схеме А (рис. 1. 2, А) надстройка выполняется:
Без изменения конструктивно-планировочной схемы и существенного усиления несущих элементов. |
В основном используются резервы прочности основания, стен и фундаментов, поэтому при перепланировке стены (или каркас) здания не затрагивают.
По схеме Б на существующие конструкции передается:
Только часть нагрузки от надстройки. |
Основная часть дополнительной нагрузки передается:
На вновь возводимые несущие элементы, |
планировку этажей при реконструкции:
Увязывают со старыми вертикальными несущими элементами и вновь возводимыми колоннами каркаса внутри контура здания, опирающимися на собственные фундаменты. |
Описываемая схема надстройки конструктивно сложна, но рациональна, когда:
Нужно заметно изменить этажность застройки. |
По схеме В (схема «Фламинго», рис 1. 2, В) по контуру здания устанавливаются:
Колонны, опирающиеся на самостоятельные фундаменты. |
Между колоннами и стенами существующего здания устраивают:
Балконы или лоджии, увеличивающие ширину корпуса. |
Конструктивно надстройка представляет собой:
Совокупность внешних колонн и однопролетных балок-стенок, совмещающих в себе функции перегородок и несущих конструкций, устанавливаемых через этаж. |
Ростверк надстройки опирается:
На самостоятельные колонны и совершенно не связан с надстраиваемым зданием. |
В практике надстройки здании с плоскими крышами встречаются варианты, когда на них сооружаются:
Небольшие помещения под клубы, |
Вспомогательные помещения, |
Мини-кафе, |
Открытые места (террасы) на крыше при квартирах верхнего этажа, на которых разбиваются газоны, площадки для игр и отдыха, ставят преголы и беседки. |
При этом возникает необходимость:
Не только усиления перекрытий над последним этажом, но и создания условий для эксплуатации крыши. |
Например, зеленые насаждения выставляются в емкостях с грунтом, газоны устраиваются из рулонных ковров по усиленной гидроизоляции.
2. Пристройки к зданиям и встройки
Пристройки к зданиям и встройки осуществляют в случаях, когда:
Необходимо устранить разрыв между зданиями или увеличить ширину корпуса. |
Чаще всего новый объем, добавляемый к существующему зданию в процессе реконструкции застройки, пристраивают:
В торец или сбоку. |
(рис.2 1).
Рис. 2.1. Схемы пристроек к зданиям и встроек
А | - | Пристройка корпуса (выделен заливкой цветом) к торцу существующего здания, |
Б | - | Объединение пристройкой и встройкой (выделено заливкой цветом) двух корпусов, |
В | - | Увеличение ширины существующего корпуса пристройкой (выделена заливкой цветом), |
- | Существующее реконструируемое здание (или комплекс зданий), | |
- | Пристройка или встройка |
Встройки применяют и в случаях:
Архитектурного объединения конгломерата разностильных зданий. |
Конгломерат (лат. conglomeratus — скученный, уплотнённый) — соединение чего-нибудь разнородного, беспорядочная смесь. |
В случае удачного применения надстроек, встроек и пристроек можно получить:
Градостроительный комплекс, в котором сосуществуют старые и новые архитектурные формы, порождая новое качество городской застройки. |
Конструктивно пристройки решаются:
Как объекты нового строительства. |
И лишь в местах примыкания новых объемов к существующим приходится осуществлять комплекс специальных конструктивных мер, связанных, прежде всего, с
Потенциальной возможностью появления осадочных деформаций. |
В основаниях старых зданий грунт за время эксплуатации уплотнился, а основание под новым зданием будет уплотняться в течение достаточно длительного срока (годами), в зависимости от величины и характера нагрузки.
Поэтому примыкание нового строения к существующим должно выполняться:
С обязательным устройством осадочных швов, обеспечивающих беспрепятственное вертикальное смещение пристройки или встройки относительно существующего здания. |
3. Передвижение и подъем зданий и сооружений
В больших развивающихся городах всегда существует несоответствие между исторически сложившейся застройкой и новыми градостроительными замыслами, направленными на расширение или выпрямление существующих магистралей.
Рост интенсивности транспортных потоков диктует необходимость совершенствования транспортной инфраструктуры, что в принципе невозможно без сноса или передвижения здании и сооружений.
Первое известное из истории передвижение осуществлено в 1455 г. Аристотелем Фиорованти, переместившим на 10,5 м колокольню церкви Св. Марка в Болонье.
В 1870 г. в США появилась строительная фирма, специализирующаяся на передвижении каменных зданий.
В 1898 г. в России было выполнено передвижение двухэтажного здания на Каланчевской площади (ныне Комсомольской) в Москве.
В 1929—1931 гг. Метрострой запроектировал, а затем осуществил работы по подводке фундаментов под ряд здании, расположенных в зоне прохождения будущих туннелей метрополитена.
В последующем осуществлен ряд операций по перемещению здании в Макеевке и Кривом Роге. Во всех рассмотренных случаях здания предварительно раскреплялись внутри и их эксплуатация на период передвижения прекращалась.
В 1936 г в СССР была организована «Контора по передвижке зданий», осуществившая большое количество перемещений здании в Москве и по всей стране.
Интересно, что по мере совершенствования технологии работ специалисты отказались от вывода здания из эксплуатации на период передвижения.
Например, ряд жилых зданий, подключенных к инженерным коммуникациям с помощью гибких вставок, передвигался вместе с жильцами со средней скоростью от 15 до 30 см/мин.
В особо ответственных случаях сохранность перемещаемого здания или сооружения обеспечивает «коробка жесткости» —
Структура, повторяющая контуры здания и обеспечивающая его сохранность во время перемещения. |
Возможные виды перемещения зданий и сооружений:
1) | Перемещение по горизонтали (траектория движения преимущественно прямая линия с необходимыми разворотами по дугам окружности), по наклонной плоскости, по не спланированной территории на большие расстояния, по вертикали, |
2) | По каткам, по полозьям, на домкратных тележках, выпрямление крена. |
В основу технологии работ лег способ передвижения:
С заводкой в стены специальных рандбалок. |
В стене прорубались две горизонтальные борозды (штрабы), в которые заводились рандбалки из швеллера № 50.
Рандбалка — балка (обычно ж. б. или металлич.), опирающаяся на отд. фундаменты и воспринимающая нагрузку от вышележащей стены |
Рандбалки (соответственно, здание) через систему цилиндрических катков диаметром 144 мм опирались на рельсовый путь (обычно 4 рельса h 140), уложенный по шпалам.
Если здание было не очень велико по размерам и толщина стен не превышала 2,5 кирпича, то часто вместо рандбалок использовалась система поперечных балок.
Иногда здание, имеющее сложную форму в плане, приходится разрезать на относительно простые объемы (близкие к параллелепипеду) и передвигать их по отдельности.
Поскольку в передвигаемое здание, как правило, заводится система рандбалок, образующих пространственную стальную раму, то целесообразно не просто переместить здание, но затем и поднять его как минимум на 2 этажа. В общем случае перечень описываемых работ включает:
· | Подготовку территории, |
· | Заводку во все несущие и самонесущие стены рандбалок и поперечных балок для перекрепления перегородок, |
· | Устройство клеток с поочередным вывешиванием домкратами стен, разборка стен под рандбалками, устройство путей и посадка здания на катки, |
· | Монтаж тяговых устройств, |
· | Передвижение на новый фундамент, |
· | Поочередное вывешивание стен с заполнением пространства между рамой и фундаментом кладкой с параллельным демонтажом катков, рельсов, шпал (но не рандбалок, оставляемых в толще стен) |
Для подъема зданий используют:
Систему домкратов, устанавливаемых под стенами с шагом от 0,5 до 5 м. |
При большом шаге домкратов усилие на стену передается через раму-обвязку (или рандбалки).
При частой расстановке домкратов можно ограничиться только опорными балками, установленными непосредственно под штокдомкрата.
Метод подъема зданий незаменим при:
Реконструкции застройки, когда необходимо поднять исторически ценное здание, которое в результате роста культурного слоя на территории города оказалось намного ниже относительно ныне существующих планировочных отметок. |
Историко-архитектурные памятники, обладающие высокой градостроительной ценностью, при необходимости подлежат подъему или перемещению безотносительно стоимости мероприятия.
Проблему передвижения зданий опорного жилого фонда, находящихся и хорошем техническом состоянии, необходимо решать в ином плане.
Решающим фактором становится экономическая целесообразность.
Следует сказать, что передвижение здания обходится очень дорого.
Например, перемещение четырехэтажного здания на 30 м составляет от 40 до 50% его стоимости. Но перемещение на то же расстояние шестиэтажного здания обходится лишь на 12% дороже, т.е. чем выше здание, тем процедура передвижения относительно дешевле.
Однако выбор варианта (снос или передвижение) выполняется на основе определения не только прямых затрат, но и затрат на последующую эксплуатацию.
Например, определяющими могут стать такие факторы, как термическое сопротивление ограждающих конструкции (не отвечающих современным подходам к энергосбережению) и долговечность здания.
Вопросы
1. Надстройка зданий и сооружении из градостроительных и экономических соображении
2. Назовите три вида возможных надстроек реконструируемых зданий
3. Устройство мансардных этажей п реконструируемых зданиях
4. Рассмотрите возможные конструктивные схемы многоэтажных надстроек
5. Надстройки на функционально эксплуатируемых плоских крышах
6. С какой целью применяются пристройки к зданиям и встройки
7. Передвижение и подъем зданий цель и выбор объекта