Реконструкция зданий и сооружений

● Реконструкцией здания или сооружения называют частичную или полную перестройку, предпринятую на существующих производственных или жилых площадях, с целью модернизации технологического процесса или в связи с необходимостью повышения функциональных или эстетических качеств объекта в процессе его эксплуатации. Реконструкцию следует отличать от расширения предприятия, которое представляет собой строительство на новых, примыкающих к существующим, производственных площадях.

Проблема реконструкции промышленных предприятий приобретает в настоящее время особую актуальность. Практика показывает, что при реконструкции предприятий капиталовложения окупаются в 2...3 раза быстрее, чем при новом строительстве. Сами же капиталовложения могут быть существенно снижены. Поэтому в Основных направлениях экономического и социального развития СССР на 1981—1985 годы и на период до 1990 года поставлена задача направлять капитальные вложения в первую очередь на реконструкцию и техническое перевооружение предприятий.

Выбор способа реконструкции является сложной инженерной задачей, поскольку проектировщик ограничен существующими условиями строительства, объемно-планировочными и конструктивными решениями, условиями производства работ и другими факторами.

● Мероприятия по реконструкции здания в зависимости от объема материальных и трудовых затрат могут быть разделены на три категории: 1) малая реконструкция — заключается в восстановлении или повышении несущей способности конструкции путем их усиления без изменения объемно-планировочного решения и без остановки или с частичной остановкой технологического процесса; 2) средняя реконструкция, предусматривающая замену отдельных конструкций, повышение отметок покрытия и т. п., т. е. с частичным изменением объемно-планировочного решения и возможной полной остановкой технологического процесса; 3) полная реконструкция, при которой должны быть осуществлены снос существующего и возведение нового здания, отвечающего принятому объемно-планировочному решению и размещению нового оборудования. Остановка технологического процесса в этом случае обязательна.

● Усиление железобетонных конструктивных элементов здания или сооружения производится двумя основными способами: 1) наращиванием размеров элементов и 2) изменением конструктивной схемы. Наращиванием усиливают монолитные и сборные плиты перекрытий и покрытий, балки, колонны и другие конструкции. Наращивание плит заключается в укладке дополнительного слоя бетона толщиной не менее 3 см. Новый бетон укладывают после разборки пола и тщательной очистки поверхности существующей плиты для обеспечения сцепления старого и нового бетона. Усиленная таким образом плита рассматривается как монолитная. При слабом сцеплении старого и нового бетона (сильное загрязнение, промасливание поверхности существующей плиты) вновь уложенный бетон толщиной не менее 5 см армируют сетками как неразрезную плиту (рис. 8.2, а), а перекрытие рассматривают как состоящее из двух плит, уложенных друг на друга. Для усиления балок обычно отбивают защитный слой бетона у продольной арматуры и приваривают дополнительные стержни, после чего восстанавливают защитный слой торкрет-бетоном (рис. 8.2, б). Возможны и другие решения. Колонны усиливают сварными каркасами или спиральным косвенным армированием, охватывающими сечение колонны по периметру и размещаемыми в слое бетона толщиной не менее 5 см или торкрет-бетона толщиной не менее 3 см.

Изменение конструктивной схемы имеет целью создать для конструкции более благоприятные (с точки зрения действующих в ней усилий) условия работы и повысить таким образом ее несущую способность. Несущая способность монолитных балочных плит может быть увеличена введением дополнительных опор в виде системы стальных балок. Усиление железобетонных балок может быть достигнуто путем устройства металлических затяжек, натягиваемых на бетон (рис. 8.2, в). Балка в этом случае превращается в распорную систему.

Повышение несущей способности колонн возможно за счет устройства предварительно напряженных распорок из уголков ломаного очертания, расположенных с одной или двух сторон. Односторонние распорки целесообразно устраивать при больших эксцентриситетах продольной силы. Распорки болтами притягиваются к колонне, в результате чего они подпирают перекрытие, разгружая колонну (рис. 8.2, г).

Рис. 8.2. Способы усиления элементов и реконструкции сооружений:

1 - торкрет-бетон; 2 — железобетонная колонна;

3 — металлическая стойка; 4 — железобетонная стропильная конструкция

При расчете усиления железобетонных конструкций необходимо учитывать их возраст, условия эксплуатации, а также возможные резервы, связанные с различиями в применявшихся в период проектирования и действую­щих в настоящее время методах расчета.

● Частичная или полная замена конструкций обычно проводится в два этапа: 1) разборка или демонтаж конструкций, подлежащих замене или сносу; 2) возведение па месте существовавших новых конструкций и сооружений. При этом могут преследоваться следующие цели: увеличение высоты одноэтажных зданий; увеличение размеров сетки колонн, замена подъемно-транспортного оборудования на более тяжелое и большей грузоподъемности и т. п.

Увеличение высоты одноэтажных промышленных зданий может быть достигнуто наращиванием железобетонных колонн металлическими стойками с последующей установкой ферм и плит покрытия (рис. 8.2, д). При пролетах, отвечающих ЕМС, могут быть использованы типовые железобетонные стропильные конструкции, в противном случае предпочтительнее металлические фермы. В ряде случаев возможно заглубление пола с устройством бетонных или железобетонных подпорных стен (рис. 8.2, е).

Увеличение размеров сетки колонн в большинстве случаев требует сноса здания и нового строительства из типовых конструкций. Однако в некоторых случаях, когда позволяет существующий технологический процесс, оно может быть осуществлено без предварительного сноса путем устройства фундаментов и установки колонн в узлах новой сетки с последующим монтажом покрытия (с увеличением высоты здания или без такового) (рис. 8.2, ж). Лишь после этого производится разборка существующих конструкций. Такой способ позволяет сократить сроки реконструкции предприятия.

При замене кранового оборудования на оборудование большей грузоподъемности производят усиление колонн и подкрановых консолей или устанавливают дополнительные стойки, несущие только крановую нагрузку. Подкрановые балки обычно подлежат замене. В тех случаях, когда увеличение грузоподъемности кранов невелико, оно может быть компенсировано заменой стальных мостов кранов на более легкие алюминиевые.

Во всех случаях реконструкции зданий, связанных с повышением полезных нагрузок или нагрузок от собственной массы, необходимо самое серьезное внимание уделять обеспечению несущей способности оснований и существующих фундаментов и, если требуется, осуществлять их усиление.

Вопросы возможной реконструкции и расширения должны учитываться при проектировании новых предприятий. Установлено, что смена технологического оборудования, влекущая за собой реконструкцию, осуществляется в среднем через 10...20 лет, срок же службы промышленных зданий и сооружений из железобетона при нормальной эксплуатации обычно составляет 50...100 лет, т. е. моральный износ сооружения наступает значительно раньше физического. Для сближения этих двух показателей необходимо еще на стадии проектирования предусматривать основанные на научном прогнозе возможности развития той или иной технологии. Исследования показывают, что модернизация технологии требует постоянного увеличения сетки колонн. Поэтому необходимо стремиться к проектированию зданий с гибкой конструктивной схемой, возможно меньшим числом промежуточных опор и т. п. Это открывает перед инженерами перспективу широкого применения прогрессивных конструкций (тонкостенных пространственных покрытий и т.п.).