Занятие № 8 Передвижка и надстройка зданий. Пристройки, вставки, встройки и подъём зданий.
Здания, представляющие собой архитектурно-историческую ценность, передвигают, когда прокладывают новые магистрали, реконструируют старые или освобождают новые территории под уникальные объекты.
Первая передвижка здания была выполнена в 1455 году в Италии Аристотель Фиорованти передвинул на 105 м колокольню церкви Святого Марка в г. Болонье.
В российских городах и деревнях находились умельцы, которые перемещали срубы, сараи, амбары и избы, рубленные из круглого леса.
В 1876 году в г. Чикаго (США) было передвинуто 6-этажное каменное здание. В г. Москве в 1897 году по проекту инженера Федоровича был передвинут на 100 м двухэтажный каменный дом в связи с расширением железной дороги Москва - Санкт-Петербург. После первой мировой войны массовый характер передвижки зданий был зафиксирован в США. В нашей стране передвижка зданий широко практиковалась в 30-е годы. В связи с реконструкцией города - расширением главной улицы в г. Макеевке в 1934 году было передвинуто 1300-тонное здание почты. При этом инженер Кирлан, руководивший передвижкой здания почты, в качестве эксперимента перед этим передвинул жилой одноэтажный дом весом 70 тонн. В г. Кривом Роге был передвинут жилой дом весом 1500 тонн. В г. Москве при реконструкции ул.Горького (ныне ул.Тверская) было передвинуто 9 домов массой до 25 тыс. тонн. Одно здание (дом №6) было передвинуто на 49,8м без выселения жильцов. Передвинуто здание Моссовета и несколько других зданий. С 30-х годов до настоящего времени в нашей стране не наблюдалось увлечения передвижками зданий. Но в г.Москве в связи со строительством третьего транспортного кольца, скорее всего, такие проблемы появятся. В заповедном районе г. Москвы - Лефортово требуется провести часть транспортного кольца. При этом обсуждаются различные проекты: подземный и надомный варианты кольца. Чтобы сохранить памятники архитектуры немецкие слободы в Лефортово, потребуется вспомнить о передвижках зданий.
При передвижке зданий используют 4 схемы (рис.3.14).
Рис.3.14. Способы передвижки зданий: а - линейная передвижка вдоль длинной оси; б - поперек длинной оси; в - под углом; г - криволинейная передвижка; 1 - здание до передвижки; 2 - здание после передвижки; 3 - пути передвижки
Иногда вместо криволинейной передвижки прибегают к движению по двум путям, но прямым. В начале пути располагают вдоль одной из осей здания, потом - вдоль другой.
Проектирование передвижки заключается в разработке конструкций новых фундаментов, элементов пути с передвигающими механизмами и временных устройств, заменяющих фундамент и воспринимающих нагрузки от стен во время передвижки.
Новые фундаменты проектируют по обмерным чертежам здания в плоскости среза. При этом стены фундаментов принимают толще на 0,1...0,15 м, чем стены цокольной части.
Передвигают здание по рельсам; ширина рельсового пути - 0.8...0,85 м. Их укладывают в две и более ниток, но чаще ограничиваются четырьмя.
Опорная конструкция состоит из рандбалок, поперечных связей, опорных и ходовых балок. Рандбалки охватывают наружные и внутренние стены, создавая вместе со связями опорную раму. Ходовые балки укладывают на катки, которые
опирают на рельсы. Давление от здания передают на них, забивая стальные клинья между поперечными и ходовыми балками.
Приспособления для передвижки зданий делят на тянущие и толкающие. По прямой передвигают только тянущими или комбинацией тянущих и толкающих.
По криволинейным путям передвигают только толкающими приспособлениями. Тянущие приспособления состоят из системы полиспастов. Часть блоков устанавливают на здании, а другую - за пределами пути передвижения. Их крепят к анкерам, надежно защемленным в грунте. Толкающими приспособлениями являются домкраты. Их устанавливают сзади передвигаемого здания и распирают между стеной и упорами, укрепленными на рельсах. Применяют ручные, гидравлические и электрические домкраты. Скорость перемещения здания составляет от 8 до 20 м/ч. Перемещение па 100 м занимает несколько часов.
Наиболее распространенным, эффективным и выгодным с точки зрения экономии дорогой земли в крупных городах является способ реконструкции жилой застройки - надстройка зданий.
Надстройка - это повышение этажности здания или его частей. Такой вид реконструкции является наиболее эффективным, поскольку в результате можно увеличить полезную площадь без расширения площади застройки.
Решение об увеличении высоты зданий принимают, как правило, по градостроительным соображениям. Они сводятся к определению высоты надстройки по заданной этажности застройки, по обеспечению нормативных разрывов между смежными зданиями, плотности жилого фонда и населения, проживающего на территории.
Различают два типа конструктивных схем надстроек. К первому относят реконструкцию с восприятием нагрузки от надстраиваемых этажей на старое здание. Ко второму - с передачей массы этих этажей на самостоятельные фундаменты.
Разновидностью первого типа является надстройка без изменения существующего конструктивно-планировочного решения здания и существенного усиления его несущих элементов. В конструкциях стен и фундаментов используют запасы прочности.
Вторая схема надстройки характерна изменением конструктивно-планировочного решения и усилением несущих элементов. В первую очередь стремятся освободить от дополнительной нагрузки наиболее напряженные части существующего здания и загрузить другие, менее нагруженные. Перекрытия надстройки, например, опирают на поперечные стены, если существующие оперты на продольные.
Промежуточную колонну вводят, если расстояние между стенами велико. Если же это расстояние не превышает 7 м. то колонну не ставят.
По всему периметру здания на уровне стыка старой и новой кладки устраивают разгрузочные пояса. В пояса заанкеровывают балки перекрытий, создавая жесткую диафрагму. Пояс гасит деформации, препятствует появлению трещин и их распространению от старой кладки к новой и наоборот.
Существует два вида поясов: нежесткие и жесткие. Нежесткие пояса применяю, когда количество надстраиваемых этажей не превышаем половины существующих, при прочном основании и удовлетворительном состоянии стен. Нежесткие пояса делают армокирпичными и железобетонными. Продольную арматуру подбирают с расчетом 1% армирования площади поперечного сечения пояса.
Жесткие пояса устраивают при плохом состоянии стен, слабых основаниях под фундаментами и при большом количестве надстраиваемых этажей. Пояса делают такими же, как нежесткие, но значительно большей высоты.
В надстройках с изменением конструктивной схемы для восприятия нагрузки от надстройки на элементы существующего здания укладывают прогоны различных видов. Это дает возможность перераспределять нагрузку для использования резервов несущего остова надстраиваемого здания .
Для выяснения возможности надстройки жилых зданий проводят предварительные исследования. Здания исторической застройки и индустриальные дома первого поколения имеют запас прочности и при удовлетворительном состоянии оснований допускают надстройку в один-два этажа без специального усиления. При этом по периметру несущих стен надстраиваемого этажа необходимо устраивать сплошной монолитный обвязочный железобетонный пояс. Дополнительные объемно-планировочные возможности для индустриальных домов дает при реконструкции перекрестно-стеновая конструктивная система малого шага, представляющая возможность смены основной конструктивной схемы в надстраиваемых этажах. В надстройке возможно использовать резервы их несущей способности, перейдя па продольно-стеновую систему.
Надстройка большим числом этажей сопряжена с необходимостью усиления оснований и фундаментов, либо их новым формированием.
При создании домов переменной этажности, когда надстройка делается не над всем домом, а над его частью, эффект реконструкции повышается. Это важно в тех случаях, когда 5-этажное индустриальное здание находится в старой застройке и требуется сблизить архитектурные стили зданий.
Очень модным явлением в настоящее время является надстройка Зданий мансардным этажом. Выбор конструктивных решений надстроек и мансард на 4-5 этажных жилых домах проводится при вариантном проектировании с наиболее эффективными объемно-пространственными решениями. Чаще всего такие надстройки проводятся на пятиэтажных кирпичных зданиях серии 1-511.
Реконструкция с надстройкой до 7...9 этажей представляет собой сложную задачу. При этом реконструкция части здания находится внутри возведенного каркаса, а надстройка вышележащих этажей осуществляется самостоятельно и имеет свое архитектурно-планировочное решение.
При реконструкции жилой застройки надстройкой в настоящее время различными исследователями предлагаются новые энерго- и материало-экономичные способы, одним из которых является ширококорпусный жилой дом в монолитном или сборно-монолитном исполнении. В Данном случае пятиэтажный реконструируемый дом устраивается в многоэтажный широко корпусный с доведением его потребительских качеств до Уровня новых домов с одновременным наращиванием в два и более раз жилых площадей и числа квартир.
Пристройки являются добавлениями к существующим жилым Маниям и новым строительным комплексам.
Различают три вида пристроек. Чаще новый объем присваивают в торец или сбоку здания, но иногда за счёт пристройки можно увеличивать ширину корпуса.
Некоторые исследователи более радикальным способом увеличения Площади квартир считают не надстройку, а пристройку эркеров, мансард, лоджий, галерей и вестибюлей.
Очень распространенным способом и эффективным с точки зрения архитектурного дизайна и восприятия является линейная жилая и общественная пристройка зданий вдоль улиц и магистралей в районах, застроенных индустриальным методом.
Вставки между жилыми домами помогаю: получить дополтлельные объемы как по жилым, так и нежилым помещениям.
Тип вставки определяется характером взаимного расположения зданий и величиной разрыва между ними.
Необходимо отметить, что при устройстве вставок требуются соответствующие преобразования торцевых секций или всего здания. Входы в квартиры торцевых секций могут быть размещены со стороны пристраиваемого лестнично-лифтового узла.
В случаях объединения жилых домов секцией-вставкой характепр связи зависит от её этажности. При равной этажности вставки и реконструируемого дома потребуется частичная перепланировка квартир торцевых секций, окна которых на боковом фасаде перекрывает стена секции-вставки. В этом случае вставка решается как самостоятельный жилой дом.
При большей этажности секции-вставки и устройстве в ней лифта появляется возможность использовать его для обслуживания не только собственного объема, но и надстраиваемых этажей. Однако в жилых домах типовых серий первого поколения высота этажа меньше величины, предусмотренной современными требованиями. Это усложняет конструктивное решение в местах сопряжения существующего и встраиваемого объемов. вставка и жилой дом могут быть связаны лишь в уровне надстройки. На уровне 1-5 этажей они представляют собой независимые, вплотную расположенные здания.
Возведение между жилыми домами блоков обслуживания предопределяет необходимость перепланировки квартир торцевых секций, если встраиваемый объем закрывает световой фронт квартир. В отличие от предыдущих вариантов связь вставки с квартирами жилого дома не предусматривается. Единым элементом, который может использоваться для развития проектов квартир, является крыша встраиваемого объема. Она может быть использована для устройства открытых террас.
При объединении жилых домов посредством пристройки дополнительных объемов к боковым фасадам предполагается, что встраиваемые элементы служат продолжением пространства квартир. Удаленность от входа в квартиру помещений, расположенных в новом объеме, затрудняет их использование в качестве зоны общественных контактов. Более обоснованным является устройство индивидуальных комнат в сочетании с открытыми лоджиями-террасами. Возведение вставок, продолжающих пространство квартир торцевых секций, не влияет на характер других изменений внешних габаритов здания (этажность, ширина корпуса).
Целесообразные границы применения того или иного вида вставок зависят от:
Конструктивной особенности и несущей способности реконструируемых жилых домов (там, где допускается перепланировка);
Величины разрыва и угла поворота жилых домов относительно друг друга:
для последовательного расположения применимы вес типы вставок;
для углового расположения - все типы, за исключением отдельной секции жилого дома.
Встройки повышают эксплуатационные качества жилых домов в соответствии со стандартом. К встроенным объемам относятся узлы вертикальных коммуникаций: лестницы, лифты, мусоропроводы.
Необходимость в новых лестницах возникает при нецелесообразном расположении старых, редком их шаге, препятствующем желаемому разукрупнению квартир, неудовлетворительных пролетах, плохом техническом состоянии.
Для организации новой лестничной клетки рационально использовать существующие конкретные капитальные стены. Выгодно отводить для новых лестниц темные или затененные участки плана.
При надстройке пятиэтажных зданий на один и более этажей возникает необходимость устройства лифтового узла. Ранее наиболее распространенной являлась установка наружных лифтов, что неизбежно нарушало интерьер лестницы и ухудшало её естественное освещение. Кроме того, вход в лифт организовывался на месте бывшего оконного проема, рядом с которым удавалось пробить лишь очень узкие новые проемы, выполняющие функции по проветриванию и дымоудалению. Как правило, наружный лифт перекрывает существующий выход из лестничной клетки во двор, поэтому вход в здание приходится переносить, организуя тамбур или даже вестибюль с использованием дополнительной площади, нарушая единообразие планировки квартир по вертикали. Недостатком наружного лифта является его применение к междуэтажной площадке. Таким образом, для попадания в лифт необходимо подняться на один или полтора марша, а затем спуститься на марш. Иногда наружные лифты затеняют соседние дома.
Подъем зданий и подстройка в отдельных случаях могут заменить надстройку зданий.
Для подъема зданий применяют батареи домкратов. Их устанавливают под стенами здания с шагом между механизмами от 0,5 до 5 м. При редком шаге домкратов опорную конструкцию делают в виде рамы-обвязки под всем зданием, при частом - ограничиваются только опорными балками, Устанавливаемыми поперек стен над штоком домкрата.
Раму-обвязку делают в виде жесткой конструкции, поскольку она должна обеспечивать незыблемость стен в плоскости среза и воспринимать сосредоточенную нагрузку от подъемных механизмов. Эту конструкции выполняют в виде рандбалок, связей и опорных балок. Ее решают по аналогии с конструкциями, применяемыми для передвижки.