Технологии реконструкции зданий с уширением корпусов и надстройкой этажей

Тенденция повышения плотности застройки привела к техническим решениям, основанным на расширении корпусов и надстройке зданий на 4-5 этажей.

Основная идея такого способа реконструкции состоит в создании самостоятельных конструктивных элементов обстройки, которые воспринимают нагрузки от надстраиваемых этажей. При этом существующая часть здания изолируется и функционирует как самостоятельный объем.

Имеют место конструктивные решения с асимметричным и симметричным уширением корпусов, где в качестве несущих элементов надстройки выступают пилоны, пристраиваемые объемы, рамы, фермы продольного и поперечного расположения, перекрытия в виде монолитного диска. Надстраиваемая часть здания выполняется по различным конструктивным схемам: в виде стеновой конструкции с монолитными несущими стенами и перекрытиями; с подвесными перекрытиями из сборно-монолитного железобетона; рамных конструкций с продольными и поперечными фермами и стенками жесткости и др. вариантов.

Основным условием сохранения несущей способности реконструируемого здания является передача нагрузок от надстраиваемых этажей на выносные конструктивные элементы с самостоятельными фундаментами. Это обстоятельство снижает ограничения по количеству надстраиваемых этажей.

В то же время работа пристраиваемой и надстраиваемой частей существенно отличается от существующего здания, склонна к дополнительным осадкам и воздействиям на реконструируемую часть вследствие механических связей между ними. Поэтому совместная работа конструкций может вызвать ряд негативных моментов, связанных с перераспределением нагрузок и вовлечением обстраиваемого здания в общую систему. Этот фактор необходимо учитывать при выполнении расчетов на прочностные характеристики, устойчивость и деформативность системы в целом.

Применение односторонней схемы уширения зданий создает асимметричные нагрузки, что требует устройства дополнительных конструктивных элементов в неуширяемой зоне, воспринимающей воздействия от надстраиваемых этажей. Для пристраиваемой части ими являются конструкции наружных и внутренних стен, а с противоположной стороны - пристроенные пилоны в виде колонн на всю высоту здания с промежуточными горизонтальными связями, выступающими в роли балконных плит. На уровне перекрытий 5-го этажа опорные части в виде пристраиваемых стеновых конструкций и пилонов объединяются путем устройства монолитной плиты или балочного пояса. Такое решение обеспечивает геометрическую неизменяемость реконструируемого объема и исключает передачу на него дополнительных нагрузок. Практически имеет место своеобразная пространственная обойма с самостоятельными фундаментами, воспринимающая нагрузки от надстраиваемых этажей и нагрузки, связанные с изменением поэтажных планировочных решений.

Расширение корпуса позволяет осуществить частичную перепланировку помещений реконструируемого здания, что, несомненно, улучшает комфортность квартир и повышает эксплуатационную надежность жилых домов (рис. 10.66). В то же время одностороннее уширение корпусов зданий, несомненно, приводит к некоторым техническим трудностям, связанным с обеспечением пространственной жесткости пилонов, устройством специальных фундаментов, исключающих неравномерные осадки, и т.п.

Рис . 10.66. Конструктивная схема (а) и планировочное решение (б) одностороннего уширения жилых домов серии 1-464 с надстройкой четырех этажей
1 - свайные фундаменты; 2 - монолитные железобетонные пилоны; 3 - пристраиваемые объемы; 4 - надстраиваемая часть в монолитном железобетоне; 5 - лифтовая шахта

Наиболее рациональным является симметричное расширение корпусов с двух сторон (рис. 10.67). Это решение создает условия равномерного распределения дополнительных нагрузок от пристраиваемых объемов и надстраиваемых этажей. Оно позволяет разнообразить технологии производства работ и может быть выполнено в монолитном, сборно-монолитном и сборном вариантах. Двустороннее увеличение ширины корпуса до 16-18 м позволяет коренным образом провести цикл перепланировки для большинства реконструируемых серий.

Рис . 10.67. Надстройка зданий с сохранением наружных стен (а) и расширением корпуса на всю высоту надстройки (б)
1 - свайные фундаменты; 2 - монолитные железобетонные пилоны; 3 - демонстрируемые наружные стеновые панели; 4 - пристройка объемов из монолитного железобетона; 5 - надстройка этажей

В зависимости от конструктивной схемы здания возможно использование двух вариантов реконструкции: 1 - при сохранении наружных несущих стен возводятся монолитные железобетонные пилоны, которые являются несущими элементами надстройки и стенами лоджий реконструируемого здания; 2 - уширение корпуса на всю высоту здания путем демонтажа ограждающих панелей стен и пристройки объемов в монолитном варианте при узком шаге внутренних несущих стен. В том и другом случаях достигается улучшение планировочных решений, а в результате надстройки и пристройки объемов к торцевым частям зданий - получение дополнительных площадей, превышающих суммарную площадь реконструируемых зданий. Планировочное решение надстраиваемых этажей может быть индивидуальным независимо от конструктивного решения реконструируемого здания. Высота надстройки, как правило, ограничивается условиями инсоляции соседних зданий.