Железобетонные изделия заводского изготовления для реконструкции зданий
В настоящее время большое внимание уделяется реконструкция промышленных и гражданских зданий. В решениях XXVII съезда КПСС указано, что надо направлять капитальные вложения прежде всего на техническое перевооружение и реконструкцию действующих предприятий. Многие из построенных ранее гражданских зданий имеют достаточно хорошо сохранившиеся основные несущие конструкции, но по своим планировочным решениям перестали удовлетворять современным требованиям. Такие здания целесообразно сохранять и реконструировать.
Основные направления реконструкции гражданских и промышленных зданий заключаются в увеличении высоты одноэтажных зданий; увеличении пролетов (сетки колонн); усилении конструкций, т. е. увеличении их несущей способности; расширении или объединении помещений в многоэтажных зданиях с заменой части строительных конструкций.
Способы увеличения высоты и пролетов пояснены ниже на нескольких примерах. На автозаводе им. Лихачева в Москве в связи с модернизацией оборудования и увеличением габаритов его понадобилось увеличить высоту цеха от пола до низа балок с 6 до 9 м. Для этого железобетонные колонны были наращены металлическими стойками, балки заменены на металлические фермы, были также устроены фонари улучшенной конструкции. В процессе перестройки деревоплита, служившая покрытием, была заменена сборными железобетонными плитами, уложенными на продольные прогоны.
В Иркутской области для производства строительной фанеры потребовалось установить пресс в 100 т. Для размещения его было найдено здание, подходившее по всем параметрам, кроме высоты. Высота его была увеличена путем заглубления пола на 3 м и подстройки бетонных стен.
Во время Великой Отечественной войны на одном из авиационных заводов потребовалось срочно перейти на производство новых видов самолетов, для чего было необходимо разредить сетку опор. Конструкция цеха представляла собой систему длинных цилиндрических оболочек из деревоплиты пролетом 64 м с длиной волны 18 м, с диафрагмами. Для увеличения пролета вдвое надо было убрать средние опоры. Без остановки производства были сооружены в нижней части диафрагм железобетонные балки коробчатого сечения высотой 2,1 м при пролете 36 м Для большей прочности диафрагм криволинейная балка, поддерживающая деревоплиту, т. е. саму оболочку, была жестко соединена с дополнительной железобетонной балкой После этого промежуточные опоры диафрагм были убраны и сетка опор увеличена до 64 X 36 м.
Усиление элементов конструкций производится двумя основными способами: 1) за счет изменения конструктивной схемы; 2) за счет наращивания размеров элементов. По первому способу проводят усиление элементов, главным образом исправных конструкций, без остановки производства. Увеличения несущей способности изгибаемых элементов — балок, ригелей и т. п. часто достигают введением в их конструктивную схему затяжек, подвергаемых предварительному натяжению на бетон. При этом изменяется напряженное состояние балочной конструкции — она становится внецентренно сжатой. Усиливающие затяжки выполняют из двух или четырех тяжей, предварительное напряжение которых осуществляется стягиванием попарно с помощью болтового устройства.
По второму способу увеличивают размеры поперечного сечения элементов с добавлением арматуры, таким способом усиливают исправные и поврежденные конструкции.
Для усиления плит перекрытий устраивают новую монолитную плиту по старому бетону. После снятия старого пола и нарушенного верхнего слоя старого бетона по верху плиты укладывают арматуру и слой нового бетона толщиной не менее 3 см Усиленная таким наращиванием плита рассматривается как монолитная. Если невозможно обеспечить надежное сцепление нового бетона со старым, то новую плиту выполняют толщиной не менее 5 см с пролетной и опорной арматурой. При этом усилении полезная нагрузка распределяется между старой и новой плитами пропорционально их жесткостям.
Для усиления балок и ригелей приваривают к освобожденной от защитного слоя обнаженной арматуре дополнительные продольные стержни с последующим их оштукатуриванием цементным раствором или нанесением слоя торкрет-бетона.
Для усиления колонн обычно устраивают обоймы, армированные продольными стержнями и хомутами (спиралью). Толщина обоймы должна быть не менее 5 см при бетонировании в опалубке и не менее 3 см при торкретировании. Усиление колонн многоэтажных зданий с пропуском дополнительной продольной арматуры в плите перекрытия выполняют с пробивкой отверстий, а в пределах пересечения балок с колонной устраивают местные уширения.
Расширение и объединение помещений в многоэтажных зданиях чаще всего проводят в сочетании со сменой перекрытий. Если в здании требуется полная смена перекрытий, то наиболее целесообразно использовать для замены изделия, производимые строительной индустрией для нового строительства. Однако некоторые особенности этих конструкций затрудняют их применение, в первую очередь из- за разнообразия пролетов в зданиях традиционной постройки и наличия в них косоугольных и криволинейных контуров. Кроме того, в сортаментах изделий для нового строительства интервалы между соседними размерами плит или настилов по их длине обычно составляют не менее 300 мм (в Каталоге индустриальных изделий для Москвы интервалы приняты в 600 мм, а для Ленинграда — 1200 мм, в Литве используется дополнительная номенклатура изделий с промежуточными размерами, где интервалы подлине изделий доведены до 200 мм).
Еще больше затрудняет применение в ремонтно-строительных работах изделий для нового строительства необходимость пробивки сплошных горизонтальных штраб в несущих стенах для укладки элементов перекрытия. Надо отметить, что пробивка стен допустима только в наиболее старых зданиях, стены которых имеют особенно большую толщину. Укладка плит и настилов в штрабы представляет собой весьма сложный монтажный процесс, так как при наклонах и введениях в штрабы стен строительных изделий требуется увеличивать размеры штраб и еще больше ослаблять стены. С учетом этих особенностей в Ленинграде разработаны специальные крупноразмерные изделия для реконструкции здании — сортаменты настилов с консолями или выпускными ребрами. Установка таких настилов в сильно нагруженных стенах производится в отдельные гнезда для консолей с шагом 1 м (при пробивке сплошных борозд на противоположных стенах). Гнезда устраивают в стенах, имеющих нагрузку с двух сторон — внутренних несущих.
Основным видом настилов с выпускными ребрами являются консольные настилы предварительно напряженные (КНП) — двух пустотные плиты с овальными отверстиями (рис 11.28) Применение предварительного напряжения арматуры позволяет уменьшить расход стали примерно на 30 ?о (79,5.. 104,5 кг/м3 без предварительного напряжения и 56,2... 70 кг/м3 — при наличии его).
В Ленинграде специально для реконструируемых зданий созданы сортаменты железобетонных прогонов, колонн и панелей заводского изготовления.
В частности, прогоны марки ПР имеют тавровое сечение, ребро которого может быть скрыто в конструкции перегородки, под которой размещается прогон; длина прогонов составляет 3... 7м с шагом 200мм, масса прогонов лежит в пределах 585...1630 кг; колонны марки КЛ имеют сечение 300 400 мм и высоту 2,8...4,5 м с шагом 100 мм, массу в пределах 960...1440 кг. Описанные конструкции представлены на рис. 11.29, а. б.
Разработан также сортамент панелей несущих стен ПН-ПНД, называемых несущими перегородками (рис. 11.29. в). Эти панели устанавливают поэтажно одна на другую, причем нижнюю панель помещают на специально сконструированные балки ФП. Панели ПН проектируют сплошными (без проемов), а ПНД — с дверными проемами. В верхней части панелей для укладки на них настилов перекрытий предусмотрены консольные выступы. В Москве при разработке сортамента БР была предложена конструкция сборно-монолитных прогонов (рис. 11.29, д) в виде двух балок БР с устанавливаемым между ними арматурным каркасом. Подобные решения прогонов разработаны также в Минске для сортамента прогонов Б (рис. 11.29, г). В качестве вертикальных опор в московский сортамент изделий для капитального ремонта входят конструкции блоков колонн из элементов БКР (блоки колонн для ремонта, рис. 11.29, е).
Заслуживают внимания также некоторые проектные предложения, в частности железобетонные «доски» с отверстиями. Отверстия используются для стыкования «досок» (рис. 11.30, а). «Доски» можно применять для устройства различных сборно-монолитных конструкций здания различного сечения. «Доски» предусмотрено изготовлять по непрерывной технологии с последующей разрезкой в сечениях с отверстиями. Предложена также конструкция раздвижных элементов для сборки балок различной длины. Такие элементы состоят из двух профилей — коротыша и накладки постоянных размеров, соединяемых друг с другом в различных сочетаниях по длине (рис. 11.30, б). Коротыши — двутаврового профиля, с отверстиями в стенке и соединяются с накладными болтами, с шагом по длине в 100 мм. В конструкции обеспечены благоприятные условия работы элементов под нагрузкой. Благодаря наклонным (клиновидным) поверхностям сопряжения коротышей и накладок на бетон работают в основном на сжатие, а болты -— на растяжение.
Перспективны легкие конструкции из лотковых профилей, материалом для которых служит армоцемент -г- мелкозернистый бетон, армированный металлическими сетками (см. § 10.6), толщиной 15...25 мм. Такой настил укладывают в два ряда (см. рис. 11. 30, в), создавая основания под полы и плоскость потолка. Настилы могут соединяться с помощью выпусков арматуры с накладками на стенках лотковых профилей или путем замоноличивания.
Из сказанного следует, что основное направление при полной смене перекрытий — это применение крупноразмерных элементов при монтаже их с помощью башенных кранов. Перекрытия выполняют из мелко- и среднеразмерных элементов только при целесообразности подачи их через оконные проемы или при невозможности установки башенного крана из-за тесноты расположения здания.
Контрольные вопросы. 1. Опишите конструктивные системы многоэтажных каркасных зданий. 2. Опишите конструктивные системы многоэтажных каркасно-панельных и бескаркасных (панельных) зданий. 3. Опишите основные железобетонные элементы заводского изготовления для каркасных зданий. 4. Каковы конструктивные особенности предварительно напряженных колонн многоэтажных зданий? 5. Что представляют собой ригели с внешним полосовым армированием? 6. Что представляют собой многопустотные панели перекрытий, изготовляемые по непрерывной безопалубочной технологии? 7. Опишите основные железобетонные элементы заводского изготовления для бескаркасных зданий, в том числе объемные блоки. 8. Каковы конструктивные решения стыка колонн и узла сопряжения ригеля с колонной в каркасных зданиях? 9. Как решаются стыки в бескаркасных зданиях? 10. Каковы основные принципы расчета многоэтажных каркасных зданий? 11. Как рассчитываются бескаркасные (панельные) здания? 12. Какова роль ЭВМ в расчете каркасных и бескаркасных зданий? 13. Что какое пакеты прикладных программ для ЭВМ? 14. Опишите пакеты прикладных программ (ППП) для расчетов на ЭВМ. Приведите примеры. 15. Опишите технологические линии проектирования (ТЛП). Приведите пример. 16. Что такое САПР объектов строительства? Приведите примеры. 17. Какие железобетонные изделия применяют при реконструкции зданий?