ВОССТАНОВЛЕНИЕ И УЛУЧШЕНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК СТЕН ЗДАНИЙ
Стены зданий являются несущей и ограждающей конструкцией, т.е. должны не только обладать необходимой несущей способностью, но и обеспечивать температурный режим в здании, нормируемый уровень паро-, воздухо-, звуконепроницаемости и т.д.
Методы усиления различных элементов каменных стен в зависимости от их технического состояния (рис. 6.3.1) сводятся к трем различным случаям.
- 1. Несущая способность по расчету (с учетом имеющихся ослаблений и возможного увеличения нагрузки) достаточна. Общее состояние конструкций удовлетворительное. Проведения особых конструктивных мероприятий не требуется. Достаточно заделать цементным раствором имеющиеся трещины.
- 2. Несущая способность достаточна и усиления не требуется, но ослабление кладки превышает 73 первоначального сечения, наблюдаются расслоение кладки и значительное количество трещин. Необходимы местная перекладка захваченного процессом трещи нообразо- вания участка стены и заделка цементным раствором мелких трещин. Столбы и простенки оштукатуриваются по металлической сетке.
- 3. Несущая способность кладки по расчету недостаточна. Необходима постановка обойм, корсетов, рубашек или перекладка (возможно, полная замена старой кладки новой после разгрузки конструктивных элементов). Решение выбирается в зависимости от необходимой степени усиления, состояния конструкции, производственных возможностей и др. Железобетонные, армированные штукатурные и металлические обоймы (корсеты) позволяют в 1,5—2 раза повысить несущую способность конструктивных элементов и могут быть рекомендованы в качестве основного метода усиления кладки.
Рис. 6.3.1. Характер трещин при несоответствии несущей способности кирпичной кладки на сжатие фактической нагрузке:
А — при удовлетворительном состоянии кладки (физический износ менее 40%);
Б — при неудовлетворительном состоянии кладки (износ более 40%)
Второй важной причиной появления трещин в стенах является неравномерная осадка здания (рис. 6.3.2). Трещины параболической формы (форма трещин существенно искажается оконными и дверными проемами) возникают, когда стена работает на изгиб как балка-стенка при плавном изменении величины осадок вдоль здания (рис. 6.3.2, А и Б). Трещины могут расширяться книзу (рис. 6.3.2, А) и кверху (рис. 6.3.2, Б) в зависимости от характера осадок.
Сквозная почти вертикальная трещина относительно постоянной ширины появляется при резко отличающихся величинах осадок двух частей здания (рис. 6.3.2, В).
Рис. 6.3.2. Характер трещин в наружных несущих стенах здания вследствие неудовлетворительного состояния оснований и фундаментов:
А — осадка средней части здания; Б — осадка торцов здания; В — различная величина просадки двух частей здания при отсутствии осадочного шва;
Г — обширная выемка грунта или новое строительство в непосредственной близости от существующего здания
Таким образом, выбор методов восстановления и улучшения эксплуатационных характеристик стен зданий (табл. 6.3.1) зависит от следующих факторов:
- 1) величина нагрузки на стены и ее возможное увеличение;
- 2) техническое состояние стен здания и фундаментов;
- 3) несущая способность грунтов основания;
- 4) необходимость проведения конструктивных мероприятий по увеличению сопротивления конструкции теплопередаче, снижению паропроницаемости, инфильтрации воздуха, звукопроводимости и пр.
Таблица 6.3.1
Конструктивные мероприятия по устранению несоответствия стен эксплуатационным требованиям
Рекомендуемые конструктивные мероприятия
Несоответствие несущей способности стены фактической нагрузке или ее возможному увеличению
Устройство армированных растворных швов, железобетонных и армокирпичных поясов
Усиление столбов, простенков и участков стен обоймами (рубашками, корсетами), постановкой стяжек (хомутов, накладок и пр.)
Заделка трещин, перекладка отдельных участков стен
Окончание табл. 6.3.1
Рекомендуемые конструктивные мероприятия
Неравномерная осадка оснований под фундаментами
Повышение пространственной жесткости здания устройством напряженных поясов
Недостаточный уровень теплозащиты
Дополнительное утепление местами швов, углов, мест примыканий конструктивных элементов или сплошное утепление стен
Высокий уровень инфильтрации холодного воздуха
Герметизация межпанельных швов, прымыканий заполнений оконных и дверных проемов
Протечки вертикальных ограждающих конструкций
Гидроизоляция межпанельных швов, гидрофобизация наружной поверхности стен, герметизация дверных и оконных блоков, гидроизоляция балконов
Дополнительная звукоизоляция стен, устройство дополнительного остекления или замена оконных заполнений
В период эксплуатации кирпичных зданий часто происходит разрушение облицовочного слоя кирпича в наиболее нагруженных простенках нижних этажей. Ремонт может заключаться в заделке трещин инъецированием или заменой части разрушившихся кирпичей (рис. 6.3.3).
Рис. 6.3.3. Усиление кирпичных простенков с трещинами:
А — инъецирование трещин с раскрытием до 10 мм цементным раствором;
Б — вставкой кирпичных «замков»; В — вставкой «замков» с металлическими «якорями»; 1 — простенок; 2 — трещина; 3 — инъекторы для цементации трещин; 4 — кирпичные «замки» толщиной 1 /2 кирпича, выкладываемые участками с обеих сторон простенка; 5 — «якоря» из полосовой стали,
Поврежденные простенки или участки стен могут быть усилены с помощью железобетонных обойм (рубашек) с гибким или жестким армированием (рис. 6.3.4). Для каркасов применяют круглую арматурную сталь (диаметром 6—12 мм) при шаге хомутов по высоте простенка не более 150 мм. Расстояние между стержнями вертикальной арматуры принимается в пределах 200—250 мм. Рекомендуемый процент армирования — около 2%. Возможно армирование равнополочными уголками от 35 х 35 до 75 х 75 мм, схваченными между собой планками сечением от 35 х 5 до 60 х 12 мм. Расстояние между планками по высоте не более 500 мм. В случаях когда соотношение сторон усиливаемого простенка превышает 2,5, необходимо ставить в обоймах любого типа вертикальные стержни (полоса или швеллер), стягиваемые между собой шпильками, пропущенными сквозь отверстия, просверленные в простенке.
Рис. 6.3.4. Усиление простенков армированными обоймами:
- 1 — кирпичный простенок; 2 — железобетонная обойма усиления;
- 3 — стяжная шпилька (только при соотношении сторон сечения простенка более 2,5); 4 — армирование обойм усиления; 5 — уголок (жесткая арматура);
- 6 — соединительные планки
Толщина слоя бетона обоймы усиления от 60 до 100 мм. При этом требуется особо тщательное бетонирование с постепенным наращиванием опалубки и обязательным вибрированием укладываемой бетонной смеси.
Возможно использование торкрет-бетона. Толщина слоя при однократном торкретировании не должна превышать 30 мм. В менее ответственных случаях возможно применение простых армированных штукатурок. Арматурные сетки устанавливают с зазором
30—40 мм от поверхности стены и крепят к ней анкерами или «за- ершенными» штырями, забиваемыми в стену.
Из опыта проектирования известно, что постановка обойм усиления позволяет повысить несущую способность простенков в 1,5—2,5 раза. Сравнительно незначительное увеличение первоначальных размеров простенков в процессе усиления и экономичность решения позволяют рекомендовать применение обойм в качестве основного способа восстановления несущей способности простенков и усиления кладки стен. Перекладка кирпичных стен участками должна производиться лишь при невозможности или экономической нецелесообразности использования железобетонных обойм усиления.
Повышение устойчивости стен, имеющих отклонение от вертикали и скрепление разрывов кладки между внутренними и наружными стенами, обеспечивается устройством местных стальных накладок, каркасов из проката и тяжей, расположенных в плоскости перекрытия (рис. 6.3.5). Применение напряженных стальных поясов рекомендуется в качестве эффективного метода борьбы с трещинами в кладке стен здания при его неравномерной осадке.
Рис. 6.3.5. Усиление стен здания путем повышения его пространственной жесткости с помощью напряженных стальных поясов:
- 1 — стена здания; 2 — распределительный уголок; 3 — стальной тяж;
- 4 — талреп (двойная стяжная муфта с левой и правой резьбой); 5 — штукатурка
Стальные напряженные пояса, располагаемые в уровне перекрытий, получают предварительное натяжение с помощью муфт и обжимают всю коробку здания. Натяжение выполняется вручную талрепами с помощью динамометрического ключа. Диаметр поясов принимается, как правило, 25—40 мм. Поэтажные пояса связывают между собой распределительными уголками № 100—150, устанавливаемыми в углах здания. Пояса обычно размещают в бороздах 70 х 70 мм, прорезаемых в стенах. После установки и натяжения поясов заделывают повреждения в кладке, а значительно поврежденные участки перекладывают. Подобное решение не нарушает архитектурный облик здания и незначительно сказывается на теплотехнических показателях ограждающих конструкций.
Необходимо подчеркнуть, что применение стальных напряженных поясов целесообразно для капитальных зданий, физический износ стен которых не превышает 50—60%.
В крупнопанельных зданиях температурные деформации концентрируются в стыках панелей и в зависимости от размеров панели достигают 1,5—3 мм. Наличие жестких связей делает панельные здания весьма чувствительными к неравномерным осадкам. Ликвидация трещин в панелях — очень сложная задача. Мелкие трещины (раскрытием до 0,2 мм) перетираются цементным раствором на мелком песке и заделываются с последующей покраской. Трещины шириной до 1 мм обязательно расшиваются (устье их расширяется, прочерчивается специальным инструментом) и заделываются известково-цементным раствором состава 1:3 с последующей покраской. При более крупных трещинах необходимо конструктивное усиление и повышение пространственной жесткости здания в целом. После завершения этих работ возможна облицовка всего фасада: кирпичом, штукатуркой по сетке «на относе», плиткой или листовыми материалами.
Кирпичная облицовка в ‘/2 кирпича устанавливается на специальную балку, опертую на фундамент, и крепится гибкими связями к панелям. Для этого в горизонтальные швы облицовки (через каждые 7—8 рядов по высоте) укладывают плоский каркас из двух стержней диаметром 6 мм, который через 0,5—1 м соединяют со связями, прикрепленными к панелям.
При облицовке штукатуркой «на относе» в панели заделывают анкеры, по которым на относе до 20 мм натягивают металлическую или пластмассовую сетку. По этой сетке торкретированием или вручную наносят 30—40-миллиметровый слой штукатурки без выявления панельных стыков.
Облицовка листовыми материалами (стеклопластик, анодированный алюминий, плакированная и эмалированная сталь и пр.) производится следующим образом: по стеновым панелям устанавливается вспомогательный каркас (дерево или алюминиевые сплавы), а к нему крепятся листы облицовки.
При локальных разрушениях стеновых панелей или недостаточном защитном слое арматуры края окола выравнивают и поврежденный участок заделывают раствором.
Закрытые стыки панелей стен, наиболее распространенные в отечественной и зарубежной практике строительства, должны быть конструктивно податливыми при восприятии температурных деформаций панелей. Но опыт показывает, что материалы, герметизирующие стыки, менее стойки и долговечны по сравнению с самими панелями. А при наличии трещины с раскрытием всего 0,5 мм вода попадает внутрь стыка из-за действия сил капиллярного всасывания. При трещинах более 4 мм вода затекает в стык. Попадание воды в стыки обусловлено главным образом перепадом давлений на поверхностях стены из-за ветрового напора. Открытые стыки вентилируются и быстро просыхают. Однако им свойственна повышенная воздухопроницаемость и они пригодны для применения лишь в районах с относительно благоприятными климатическими условиями.
При значительных масштабах или сплошном утеплении предпочтительно расположение теплоизоляции по наружной поверхности стены (табл. 6.3.2). Такое решение более трудоемко и менее технологично, но обеспечивает лучший теплотехнический режим ограждающей конструкции, поскольку большая часть сечения стены находится в зоне положительных температур и меньше накапливает влагу. При утеплении изнутри нулевая изотерма смещена к внутренней поверхности ограждающей конструкции, что формирует положительный влажностный баланс: количество влаги, накопившейся в стене в зимний период, может превысить количество испаряющейся влаги.
Как улучшить качество технической эксплуатации зданий
При новом строительстве с целью повышения теплотехнических показателей зданий следует применять трехслойные панели, применять ограждающие конструкции с пониженной теплопроводимостью при строительстве зданий из кирпича, блоков и монолитного бетона.
На реконструируемых зданиях старой застройки необходимо предусматривать дополнительную теплоизоляцию. В качестве утеплителя наружных поверхностей могут применяться минераловатные и стекловатные утеплители, пенополистиролы. теплоизоляция перекрытий и покрытий может осуществляться насыпными, напыляемыми и наливными плитными утеплителями из пенополистирола, пенополиуретана, а также минераловатные и стекловолокнистые маты и плиты.
Значительные потери тепла происходят через окна и двери, которые можно существенно уменьшить, заменив старые окна и двери на новые с повышенными теплоизоляционными свойствами.
С целью повышения уровня эффективности эксплуатации зданий и снижения затрат необходимо повысить качество инженерных систем зданий, за счет следующих мероприятий: гидрохимическая промывка системы отопления здания; оснащение зданий приборами учета потребления тепла и воды; установка балансировочных вентилей на радиаторах отопления; реконструкция внутридомовых систем отопления с организацией горизонтальной квартирной разводки; утепление разводящих труб системы горячего водоснабжения зданий; применение полимерных трубопроводов гвс и металлополимерных труб. Только оперативные меры по утеплению стандартной квартиры дают экономию до 60% тепла.
Оценка состояния основных производственных фондов Ленинградской области, в том числе в сфере энергетики и ЖКХ, свидетельствует о возможном возникновении предпосылок к техногенным катастрофам.
В концепции преобразований ЖКХ заявлено о «затянувшемся общесистемном кризисе» в вопросах безопасности. Среди населения распространено мнение о бездействии властей в области защиты населения, что в области нет практического законодательства в сфере обеспечения безопасности, что многие ответственные лица исполняют свои обязанности ненадлежащим образом, а границы обязанностей и ответственности чиновников размыты. Вице-губернатор считает необходимым координацию всех профильных органов власти для выхода из кризиса.
На сегодняшний день Госстроем России определены первоочередные приоритеты.
Во-первых, восстановление транспортной инфраструктуры ЖКХ. Именно утечки, предельно изношенные системы не дают эффективно расти городам, требуя наращивания строительства производственных мощностей теплоснабжения. Госстрой считает также приоритетным поддержку отечественных производителей коммунальной техники, оборудования, строительных материалов.
С целью кардинального решения проблемы модернизации трубопроводов разработана программа «Основные направления модернизации трубопроводных систем ЖКХ».Уже сегодня решен вопрос о создании в 7 субъектах РФ линий по выпуску металлопластиковых 5-слойныхтруб и производств по выпуску металлорукава для бестраншейной санации труб. Сегодня в Российской Федерации более 2-х десятков предприятий выпускают котельное оборудование. Есть положительные примеры: это Белгород, Тула и т.д., но есть и продукция завода «Буммаш» (Ижевск), приведшая к кризису в 3-х муниципальных районах Сахалинской области.
Также существует практика, когда в одном субъекте Федерации приобретаются совершенно разные типы котельного оборудования, польские и даже греческие котлы, совершенно не отвечающие требованиям ремонтопригодности, унификации и пр. (это калининградская область).
Из этого необходимо сделать вывод о необходимости ранжирования государством всех производителей теплосилового котельного оборудования и разработки рекомендаций о региональном применении
Госстроем планируется провести в Тульской области Всероссийскую выставку-конференцию отечественных производителей котельного оборудования, на которой будут выработаны критерии ранжирования, не позволяющие сертифицировать недоброкачественную и энергонеэффективную продукцию.
Одно из фундаментальных направлений в модернизации жилищно-коммунального хозяйства — это энергосбережение.
На сегодняшний день масса всех возможных энергосберегающих технологий, однако повсеместного внедрения они не получили.
Сегодня необходимо, чтобы в каждом субъекте Федерации, муниципальном образовании была создана отдельная программа повышения энергоэффективности на объектах бюджетной сферы (школы, больницы, детские сады).
В ведении Госстроя находится более 200 ФГУПов, каждый из которых наделен государством зданиями, сооружениями. Есть ли хоть в одном эксплуатируемом здании, общежитии, институте погодозависимый автоматизированный индивидуальный тепловой пункт? Есть энергоэффективные системы освещения? Нет! А начинать необходимо с себя. Поэтому в реформировании ЖКХ не так все просто и преобразования требуют ни одного дня.
Модернизация зданий с целью повышения энергоэффективности и продления срока эксплуатации жилых зданий Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»
Аннотация научной статьи по строительству и архитектуре, автор научной работы — Перевозчикова Анна Сергеевна, Баженов Евгений Олегович
В статье анализируются особенности строительства и реконструкции зданий за счет повышения энергоэфективности с целью продления срока их эксплуатации . Выявлен комплекс работ, который обеспечит получение жилищного фонда, отвечающего современным требованиям, поспособствует продлению жизненного цикла зданий и повышению их эксплуатационной надежности. Таким образом, энергоэффективная реконструкция и модернизация существующего жилищного фонда является одной из важнейших задач в решении жилищной проблемы и проблемы энергосбережения.
Похожие темы научных работ по строительству и архитектуре , автор научной работы — Перевозчикова Анна Сергеевна, Баженов Евгений Олегович
Текст научной работы на тему «Модернизация зданий с целью повышения энергоэффективности и продления срока эксплуатации жилых зданий»
рассматриваются как случайные переменные. Это значит, что распределение вероятности определяет численные значения таких коэффициентов. Тогда оптимальное значение целевой функции также оказывается случайной переменной, и мы хотим найти распределение именно этой переменной. Изучение задач вероятностного линейного программирования дает широкие возможности для математического мастерства, но этот предмет выходит за пределы нашей книги.
Термин «стохастический», который еще появится у нас, требует некоторых пояснений. Им широко пользуются как синонимом слова «вероятностный» в противоположность слову «детерминистический», которым пользуются, когда считается, что входящие величины принимают фиксированные значения. Иногда он употребляется в несколько более специфическом смысле слова при описании процессов, где вероятность задается для некоторого промежутка времени. Примером может служить число автомобилей, проходящих через данный пункт на оживленной дороге, скажем, за одну минуту.
Список литературы /References
1. Агальцов В.П. Математические методы в программирование. М., 2009.
2. Данко П.Е. Высшая математика в упражнениях и задачах: В 2 т. учеб. пособ. М.: Высш. шк., 2008.
3. Ермаков В.И. Общий курс высшей математики для экономистов. М.: Инфра-М, 2006.
4. Красс М.С., Чупрынов Б.П. Основы математики и ее приложения в экономическом образовании. М.: Дело, 2007.
5. Кузнецов А.В., Сакович В.А., Холод Н.И. Высшая математика. Математическое программирование. Минск: Высшая школа, 2006.
MODERNIZATION OF BUILDINGS TO IMPROVE ENERGY
EFFICIENCY AND EXTEND THE LIFE OF RESIDENTIAL BUILDINGS
1 2 Perevozchikova A.S. , Bazhenov E.O. (Russian Federation)
1Perevozchikova Anna Sergeevna — Graduate Student; 2Bazhenov Evgeny Olegovich — Graduate Student, DEPARTMENT OF INDUSTRIAL AND CIVIL ENGINEERING, KALASHNIKOV IZHEVSK STATE TECHNICAL UNIVERSITY, IZHEVSK
Abstract: the article analyzes the features of building and reconstruction of buildings at the expense of increase of energy efficiency with the purpose of prolongation of term of their operation. A set of works has been identified that will ensure the receipt of a housing stock that meets modern requirements, helped extend the life cycle of buildings and increase their operational reliability. Thus, energy-efficient reconstruction and modernization of the existing housing stock is one of the most important tasks in solving the housing problem and the problem of energy saving. Keywords: energy efficiency, modernization, exploitation, reconstruction.
МОДЕРНИЗАЦИЯ ЗДАНИЙ С ЦЕЛЬЮ ПОВЫШЕНИЯ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ И ПРОДЛЕНИЯ СРОКА
ЭКСПЛУАТАЦИИ ЖИЛЫХ ЗДАНИЙ 1 2 Перевозчикова А.С. , Баженов Е.О. (Российская Федерация)
1Перевозчикова Анна Сергеевна — студент магистратуры;
2Баженов Евгений Олегович — студент магистратуры, кафедра промышленного и гражданского строительства, Ижевский государственный технический университет им. М.Т. Калашникова,
Аннотация: в статье анализируются особенности строительства и реконструкции зданий за счет повышения энергоэфективности с целью продления срока их эксплуатации. Выявлен комплекс работ, который обеспечит получение жилищного фонда, отвечающего современным требованиям, поспособствует продлению жизненного цикла зданий и повышению их эксплуатационной надежности. Таким образом, энергоэффективная реконструкция и модернизация существующего жилищного фонда является одной из важнейших задач в решении жилищной проблемы и проблемы энергосбережения. Ключевые слова: энергоэффективность, модернизация, эксплуатация, реконструкция.
В соответствии с проведенными исследованиями, проблемы обеспечения жильем населения УР, улучшения качества жилищных условий, формирования городской среды, наиболее полно отвечающей запросам современного человека и общества, всегда оставались актуальными и значимыми.
Для решения жилищной проблемы, необходимо не только много, быстро, качественно строить, но и правильно эксплуатировать жилые дома, своевременно производить ремонт и реконструкцию жилищного фонда и повышать его благоустройство. Земельные ресурсы позволяют построить новые здания и сооружения, но хотелось бы обратить внимание именно на модернизацию устаревшего жилищного фонда, так как это мероприятие с экономической и экологической точек зрения самое оптимальное.
В настоящее время остро стоит вопрос реконструкции жилищного фонда. Вопрос модернизации панельных зданий в России, где возведенные индустриальным методом дома составляют до 70% фонда недвижимости, имеет исключительное значение.
Важной проблемой является массовая застройка панельными, блочными и кирпичными жилыми домами по типовым проектам первого поколения, построенных в период 1950 — 1960 гг. Их объем составляет около 290 млн кв. метров, в которых размещается 10 процентов всего жилищного фонда и в нем проживает более 15 млн человек [1].
Типовые пятиэтажные дома проектировались и строились по нормативам полувековой давности с применением неэффективных теплоизоляционных материалов, поэтому теплотехнические характеристики их ограждений не отвечают современным требованиям. Следует отметить их моральный износ — планировочные решения, внешний вид зданий, эксплуатационные характеристики по тепло-, гидро- и шумоизоляции не отвечают современным нормативным требованиям и потребительским качествам.
Несоблюдение нормативных сроков периодичности капитального ремонта и реконструкции, нарушение теплотехнических норм привело к тому, что удельные затраты топлива в жилищной сфере достигли 87-89 кг условного топлива на 1 кв. м общей площади в год, что в 3,5 раза больше, чем в Норвегии и Канаде с аналогичными климатическими условиями. И если 30% потребляемых энергоресурсов связано с непроизводственными потерями в установках генерации, транспортировке и распределении энергии, то остальные 70% потерь происходит непосредственно при использовании в жилых домах. Поэтому при требуемой на сегодняшний день классификации энергетической эффективности зданий по значению удельных энергозатрат на отопление необходим учет главного потребителя
тепловой энергии — упомянутого выше фонда пригодных к дальнейшей эксплуатации зданий и сооружений, построенных ранее с минимально допустимым уровнем теплозащиты.
Замена всех неэффективных зданий на эффективные позволит получить экономию ТЭ в жилых зданиях в объеме 276 млн Гкал, что равноценно ежегодной экономии 52 млн т у.т., включая 24 млрд куб. м природного газа и 4 млн т нефти. Однако в России ежегодно сносится только 0,5% жилых зданий, а значит, на естественный вывод из эксплуатации неэффективного жилищного фонда уйдут столетия. Изменить это положение можно за счет мероприятий по утеплению зданий, которые способны обеспечить при разумных затратах экономию в размере 35-60% от нынешнего уровня потребления. Недостаток адекватных расходов на капитальный ремонт и отсутствие нацеленности капитальных ремонтов на экономию энергетических затрат блокируют реализацию этого потенциала. Необходимо отметить, что не менее 60% эффекта на жилых зданиях можно получить на системах коллективного пользования и 40% — за счет реализации мероприятий в квартирах.
При проведении и после окончания работ по реконструкции требуется модернизация инженерного оборудования. Это тесно связано с организационной схемой осуществления реконструкции или капитального ремонта, поскольку они могут проводиться с полным или частичным, временным или постоянным отселением жителей, а чаще всего и без такового. Отсутствие или недостаточность размеров подвижного жилищного фонда вынуждает проводить надстройки и обстройки зданий, утепление их наружных ограждений, замену инженерного оборудования без выселения жителей. Отечественной и зарубежной практикой собран опыт проектирования модернизации инженерного оборудования, учитывающий такую специфику организации работ.
Таким образом, энергоэффективная реконструкция и модернизация существующего жилищного фонда является одной из важнейших задач в решении жилищной проблемы и проблемы энергосбережения и представляет собой комплекс строительных мер и организационно-технологических мероприятий, направленных на реновацию жилых домов и инженерной инфраструктуры с целью сохранения и увеличения жилищного фонда и улучшения условий проживания в соответствие с современными требованиями.
Реконструкция и модернизация существующего жилищного фонда обеспечит снижение объемов выбытия жилья по ветхости, уменьшение расходов потребления и потерь энергоресурсов, повышение безопасности проживания, архитектурного качества застройки. Реконструкция повысит стандарт потребительского качества жилья на вторичном рынке и ускорит приватизацию.
Зарубежный опыт реконструкции и модернизации малоэтажных жилых зданий, выполненных из сборных конструкций, использует разнообразные технические решения, способствующие доведению жилищного фонда до требуемого уровня комфортности и безопасности проживания, повышению эксплуатационной надежности как строительных, так и инженерных систем, управление микроклиматом помещений в различные сезоны года.
Наиболее характерными приемами и технологиями по реконструкции и модернизации жилых домов пользуются скандинавские страны (Финляндия, Швеция, Дания), страны центральной Европы (Германия, Франция) с учетом климатических условий эксплуатации зданий. Большой опыт реконструкции крупнопанельных жилых зданий имеется в Германии. В зависимости от застройки используют различные технологические схемы повышения эксплуатационной надежности зданий.
Массовой технологией является реорганизация зданий, основанная на замене инженерного оборудования, оконных и балконных заполнений, ремонте балконных элементов и устройстве специальных ограждений, ремонте помещений без отселения жильцов, утеплении фасадных поверхностей, чердачных и подвальных перекрытий, восстановлении кровельных покрытий.
Одним их важных этапов реорганизации является снижение теплопотерь за счет исключения вентиляционного эффекта подъездов путем устройства специальных входных тамбуров, утепления внешних поверхностей панелей лестничных клеток, замены на более энергоэффективные дверные заполнения.
Особой проблемой жилых зданий с частично выработанным ресурсом эксплуатации являются низкая энерго- и ресурсоэффективность и экологичность, обусловленные износом элементов конструкции зданий за время эксплуатации без капитальных и текущих ремонтов
При реконструкции улучшаются эксплуатационные характеристики жилых зданий и сооружений. Основной из таких характеристик является тепловая эффективность здания, определяемая средним годовым расходом топлива для отопления и горячего водоснабжения одного квадратного метра общей площади.
Энергопотребление зданий зависит от уровня теплозащитных характеристик наружных ограждающих конструкций, объемно-планировочного решения, системы вентиляции и оснащения инженерным оборудованием. Имеются определенные особенности энергосбережения в домах старой постройки, связанные с тем, что низкий уровень теплозащиты ограждающих конструкций является основной причиной нарушения перерасхода энергии на отопление здания.
Роль теплозащитных свойств наружных ограждающих конструкций в энергетическом балансе здания при эксплуатации, как правило, постоянна во времени.
Роль же отопительной, вентиляционной систем, а также теплообменников, отбирающих тепло от выбрасываемого в атмосферу загрязненного воздуха, изменчива. Она может существенно снижаться в результате естественного износа и бесхозяйственности и, наоборот, повышаться при замене на более совершенную систему и улучшения технической эксплуатации [2].
Теплопотери через ограждающие конструкции в среднем составляют всего около 1/4 от суммарных энергозатрат на функционирование здания. Поэтому основное внимание повышению теплозащиты ограждений не оправдано, поскольку при такой структуре энергетического баланса увеличение сопротивления теплопередаче даже в два раза приведет к сокращению общего энергопотребления всего на 12,5%. В то же время гораздо большее место (около 50%) в энергетическом балансе устаревших зданий занимают расходы на подогрев воздуха, главным образом в системах естественной или механической вентиляции [3].
Вместе с тем если подходить корректнее к проблеме энергосбережения, то требуемый уровень теплозащитных качеств утепляемых наружных стен даже для одних и тех же зданий можно было бы принять различным. Но это зависит от того, насколько рациональна замена повышенных теплопотерь или наоборот энергосберегающего эффекта от наружных ограждающих конструкций на энергосберегающий эффект от других наружных конструкций здания или на эффект от улучшения эксплуатационного режима. Главные трудности реализации такого подхода связаны с тем, что изменение теплозащитных качеств наружных стен влечет за собой и изменение их температурно-влажностного режима, прочности и долговечности.
Вследствие высокой степени износа деревянных окон в реконструируемых зданиях необходимо реализовать энергосберегающий потенциал (до 30%) новых конструкций энергоэффективных окон, которые являются рентабельным (более 20%) техническим решением наряду с утеплением наружных стен старых зданий [4, 5].
Таким образом, экономия тепловой энергии при внедрении энергосберегающих мероприятий может достигнуть по жилым зданиям, подлежащих реконструкции, в среднем 59%, в том числе:
— 25% — за счет повышения теплозащиты наружных ограждающих конструкций и чердачных перекрытий в холодных чердаках;
— 10% — за счет повышения теплозащиты окон и балконов;
— 6% — за счет сокращения избыточного воздухообмена в квартирах;
— 18% — за счет устройства автоматизированного узла управления системой отопления.
Кроме этого обеспечивается повышение комфорта и удобства для проживающих за счет
возможности индивидуального регулирования температуры воздуха в квартирах.
Надстройка зданий является наиболее эффективным способом расширенного воспроизводства жилищного фонда, поскольку она не требует увеличения земельного участка и позволяет использовать все запасы несущей способности конструкции здания. Именно
поэтому надстройка была одним из основных приемов наращивания жилищного фонда крупных городов в 1920-30-е годы и в послевоенный период.
Основные технические решения при надстройке зданий состояли в возведении несущих стен преимущественно из кирпича, устройстве сборных перекрытий из многопустотного или монолитного настила.
Надстройка зданий сопровождалась реконструкцией и модернизацией: перепланировкой помещений, заменой инженерного оборудования, сетей, утеплением стенового ограждения. Выполнение всего комплекса работ обеспечило получение жилищного фонда, отвечающего современным требованиям, способствовало продлению жизненного цикла зданий и повышению их эксплуатационной надежности [6].
Анализ выполняемых мероприятий по реконструкции показал, что происходит не только восстановление существующего здания, повышение его качественного состояния, но и получение дополнительной площади жилья за счет надстройки дополнительных этажей и пристроек в существующую застройку. В процессе реконструкции утепляются до нормативного уровня наружные стены реконструируемого здания, проводится капитальный ремонт, замена внутренних инженерных систем с установкой контрольно-регулирующих приборов на отоплении, в водопроводных и газовых сетях.
Таким образом, необходимость решения проблемы реконструкции и модернизации жилых домов определяется:
— повсеместной распространенностью, относительной однородностью и социальной значимостью жилых домов первых массовых серий;
— истекшими нормативными сроками проведения капитального ремонта этих домов, которые за годы эксплуатации претерпели физический износ на 15-20%, а также существенный моральный износ;
— запасом несущей способности типовых жилых домов, а так же первой категорией капитальности со сроком использования 100 лет;
— экономической целесообразностью сохранения и наращивания размеров жилищного фонда за счет надстройки и пристройки объемов при реконструкции.
Список литературы / References
1. Реконструкции и модернизации жилищного фонда. Методическое пособие СТО РААСН 01-2007. Москва, 2007.
2. Иванов Г.С. СНИП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» — старые ошибки в новой словесной оболочке. C.O.K. № 5, 2006 г.
3. Лобов О.И., Ананьев А.И., Вязовченко В.А. и др. В защиту отечественного, строительства и промышленности строительных материалов. «Строительный эксперт». № 10-11, 2001.
4. Самарин О.Д. и др. Оценка энергоэффективности зданий и сравнительная эффективность энергосберегающих мероприятий // Сб. докл. 9-й конф. РНТОС 25 мая 2004 г.
5. Табунщиков Ю. А. и др. Пути повышения энергоэффективности эксплуатируемых зданий. АВОК № 5, 2009.
6. Афанасьев А.А., Матвеев Е.П. Реконструкция жилых зданий. Часть II. Технологии реконструкции жилых зданий и застройки. Москва, 2008.
Восстановление и улучшение эксплуатационных свойств стен зданий кратко
техническую и организационную готовность к возможным землетрясениям на территории крупных населенных пунктов для ликвидации последствий землетрясений в кратчайшие сроки и с оптимальными затратами средств;
;необходимость определения оптимального соотношения между затратами на антисейсмическое усиление современных зданий и восстановление их в случае землетрясения.
Способы восстановления зданий
Целью проведения восстановительных работ является увеличение несущей способности поврежденных конструктивных элементов здания и связей между ними, повышение их пространственной жесткости и восстановление способности оказывать сопротивление расчетным сейсмическим нагрузкам.
Возможность и целесообразность восстановления, выбор способов и схемы усиления определяются в каждом случае индивидуально с учетом степени, характера повреждения конструкций и эксплуатационного назначения здания, вида материала и его физико-механических характеристик, условий производства работ и технико-экономических соображений.
Оценка несущей способности деформированных конструкций необходима для принятия решения о возможности их дальнейшего использования или усиления. Эта оценка производится инженерным обследованием объекта с последующим проверочным расчетом на основании полученных данных о фактической прочности материалов конструкций.
Некоторые физико-механические характеристики материалов определяются с помощью неразрушающих методов испытания, проверенных практикой и позволяющих при .минимальной трудоемкости получить необходимый объем информации с достаточной для расчетов степенью точности. При необходимости из тела поврежденных конструкций могут быть взяты образцы материала для испытания их в лабораторных условиях.
В зависимости от степени повреждения объекта назначаются восстановление отдельных элементов, усиление связей между элементами и мероприятия по повышению пространственной жесткости здания. Эти мероприятия назначаются в случае сильного повреждения большого числа конструктивных несущих элементов.
При выборе способа усиления следует стремиться к достижению следующих показателей:
1) минимальный, но достаточный объем работ по конструктивному усилению с максимальным использованием существующих конструкций;
2) наименьший объем отделочных работ, так как стоимость и трудоемкость их часто превышают стоимость самих конструктивных мер по усилению;
3) минимальный перерыв в эксплуатации здания, связанный с проведением работ;
4) максимальная механизация, высокая технологичность при производстве работ.
Существующие способы восстановления зданий, пострадавших в результате землетрясения, могут быть разделены на три типа.
Тип I объединяет все приемы восстановления отдельных несущих элементов зданий — простенков, стен, колонн, ригелей, плит перекрытий, блоков, панелей.
Тип II объединяет способы восстановления связей между частями и элементами здания — углов пересечения и сопряжения стен, панелей, блоков, узлов железобетонных рам и т. п.
Тип III включает в себя способы восстановления и повышения пространственной жесткости здания, увеличения способности здания как системы в целом воспринимать и разделять сейсмическую нагрузку между всеми несущими элементами.
Изучение опыта ликвидации последствий землетрясений показывает, что необходимость применения этих типов зависит от степени повреждения, уровня антисейсмической защиты и конструктивной схемы здания.
Как правило, здания жесткой конструктивной схемы с низким показателем механической прочности материалов несущих конструкций (кирпичные, мелкоблочные) при землетрясении расчетной интенсивности требуют способов усиления типа I и II и в редких случаях типа III.
Для панельных и крупноблочных зданий обычно применяется тип II и изредка — типы I и III.
Имеющийся опыт повреждений каркасных зданий говорит о том,что для их восстановления при землетрясениях, превышающих расчетную интенсивность, применяется тип I и при значительном превышении расчетных нагрузок — тип II способа восстановления.
Тип III способа восстановления находит широкое применение для зданий жесткой конструктивной схемы не имеющих достаточно конструктивных мер антисейсмической защиты при значительном повреждении большого числа несущих элементов и частичной потере устойчивости.
Для простоты изложения способы восстановления зданий представлены схематически на рис. 49. При вы
Стены зданий являются несущей и ограждающей конструкцией, т.е. должны не только обладать необходимой несущей способностью, но и обеспечивать температурный режим в здании, нормируемый уровень паро-, воздухо-, звуконепроницаемости и т.д.
Методы усиления различных элементов каменных стен в зависимости от их технического состояния сводятся к трем различным случаям.
Второй важной причиной появления трещин в стенах является неравномерная осадка здания. Трещины параболической формы (форма трещин существенно искажается оконными и дверными проемами) возникают, когда стена работает на изгиб как балка-стенка при плавном изменении величины осадок вдоль здания. Трещины могут расширяться книзу и кверху в зависимости от характера осадок.
Сквозная почти вертикальная трещина относительно постоянной ширины появляется при резко отличающихся величинах осадок двух частей здания.
Таким образом, выбор методов восстановления и улучшения эксплуатационных характеристик стен зданий зависит от следующих факторов:
Конструктивные мероприятия по устранению несоответствия стен эксплуатационным требованиям
| Характер несоответствия-Рекомендуемые конструктивные мероприятия |
| Несоответствие несущей способности стены фактической нагрузке или ее возможному увеличению-Устройство армированных растворных швов, железобетонных и армокирпичных поясов |
| -Усиление столбов, простенков и участков стен обоймами (рубашками, корсетами), постановкой стяжек (хомутов, накладок и пр.) |
| -Заделка трещин, перекладка отдельных участков стен |
| Характер несоответствия-Рекомендуемые конструктивные мероприятия |
| Неравномерная осадка оснований под фундаментами-Повышение пространственной жесткости здания устройством напряженных поясов |
| Недостаточный уровень теплозащиты-Дополнительное утепление местами швов, углов, мест примыканий конструктивных элементов или сплошное утепление стен |
| Высокий уровень инфильтрации холодного воздуха-Герметизация межпанельных швов, примыканий заполнений оконных и дверных проемов |
| Протечки вертикальных ограждающих конструкций-Гидроизоляция межпанельных швов, гидрофобизация наружной поверхности стен, герметизация дверных и оконных блоков, гидроизоляция балконов |
| Повышенная звукопроводимость-Дополнительная звукоизоляция стен, устройство дополнительного остекления или замена оконных заполнений |
В период эксплуатации кирпичных зданий часто происходит разрушение облицовочного слоя кирпича в наиболее нагруженных простенках нижних этажей. Ремонт может заключаться в заделке трещин инъецированием или заменой части разрушившихся кирпичей.
Поврежденные простенки или участки стен могут быть усилены с помощью железобетонных обойм (рубашек) с гибким или жестким армированием. Для каркасов применяют круглую арматурную сталь (диаметром 6—12 мм) при шаге хомутов по высоте простенка не более 150 мм. Расстояние между стержнями вертикальной арматуры принимается в пределах 200—250 мм. Рекомендуемый процент армирования — около 2%. Возможно армирование равнополочными уголками от 35х35 до 75х75 мм, схваченными между собой планками сечением от 35х 5 до 60х12 мм. Расстояние между планками по высоте не более 500 мм. В случаях, когда соотношение сторон усиливаемого простенка превышает 2,5, необходимо ставить в обоймах любого типа вертикальные стержни (полоса или швеллер), стягиваемые между собой шпильками, пропущенными сквозь отверстия, просверленные в простенке.
Факторы, приводящие к разрушению стен, можно разделить на две группы (рис. 1).
Что касается силовых факторов, то они приводят к нарушению основания под фундаментом.
Кроме перечисленных, к числу факторов, являющихся причиной разрушения стен, также можно отнести антропогенные факторы. Речь идет, например, об огневых повреждениях. Также к антропогенным факторам вполне правомерно причислить силовые и факторы агрессивного воздействия газов и пылевидных частиц, которые содержатся в составе дымов от промышленных предприятий и транспорта. При этом в наибольшей степени влиянию подвержены стены из органических строительных материалов.
Рис. 1. Классификация факторов, приводящих к разрушению стен
По степени повреждения каменных стен, вызванные потерей несущей способности, делятся на три группы — слабые, средние и сильные (табл. 1).
Разрушенными признаются те стены, которые потеряли свыше 50 % прочности. Необходимость устранения подобных повреждений является основанием для проведения соответствующих ремонтных работ.
Работы по ремонту и усилению стен включают следующее:
- перекладку участков стен;
- заделку трещин;
- усиление кладки способом инъекции; ремонт и усиление перемычек;
- усиление столбов и простенков;
- обеспечение пространственной жесткости зданий.
Ремонтные работы, направленные на обеспечение расчетных характеристик стен, делятся на три типа: полное восстановление или увеличение несущей способности элементов; обеспечение теплозащитных свойств стен; реставрация целостности и эстетического вида защитно-декоративных покрытий.
Выполнение перечисленных работ зависит от вида (назначения) стен и их материала.
Таблица 1. Характеристики повреждений
Особе внимание при реконструкционных и ремонтных работах следует уделять герметизации стыков конструкций.
Можно выделить несколько наиболее эффективных конструктивно-технологические решений по герметизации открытых стыков.
Прежде всего необходимо тщательно очистить кромки панелей и обезжирить поверхность стыка. После этого полость заполняется пенополиуретаном (в зависимости от температуры наружного воздуха выбирают вспенивающийся уплотнитель), но следует оставить место и для герметика.
В цокольных стыках свеженанесенный герметик присыпают сухим цементом. Это обусловлено необходимостью предотвратить возможные повреждения.
Перечислим основные правила, соблюдение которых является обязательным: нельзя использовать для уплотнения полостей стыков неэластичные материалы; герметики должны иметь относительное удлинение при растяжении более 200 %; подложка должна обладать значительно меньшей прочностью, чем герметик; поскольку качество герметизации напрямую зависит от того, насколько хорошо подготовлена поверхность кромок панелей, обязательным условием является обезжиривание уайт-спиритом и просушка от наледи; запрещается выполнять работы по герметизации стыков при выпадении осадков и сразу после сильного дождя.
3. Усиление каменных конструкций
В целях повышения несущей способности кирпичной кладки следует использовать армокирпичные, железобетонные или стальные обоймы. Чтобы увеличить сопротивление кладки воздействию продольной силы, рационально применять железобетонные и стальные обоймы. Армированную штукатурную обойму выполняют из вертикальных стержней диаметром 6…10 мм и хомутов диаметром 4…8 мм, которые устанавливают с шагом 10…15 см. Арматуру заделывают цементным раствором марки 100, толщина слоя должна составлять 3…4 см.
Для устройства железобетонных обойм применяют бетон класса не ниже В12,5 при толщине бетонного слоя 6…10 см. Диаметр рабочих стержней и хомутов, а также их общее количество определяют по расчету и указывают в проекте.
В качестве основных элементов стальной обоймы выступают вертикальные стальные уголки, которые размещают на цементном растворе по углам простенков или столбов, а также хомуты из полосовой или круглой стали. Шаг хомутов принимается в соответствии с расчетами, но не должен превышать 500 мм. Зазоры между стальными элементами обоймы и каменной кладкой зачеканивают цементным раствором.
Для защиты от коррозии элементы стальной обоймы покрываются слоем цементной штукатурки в 25…30 мм по металлической сетке. Растворы, используемые для инъекцирования, должны обладать малым водоотделением, незначительной усадкой, высокой морозоустойчивостью и требуемой прочностью на сжатие, сцепление. Для заделки в кладке трещин толщиной до 1,5 мм используют полимерные растворы, приготовленные на основе эпоксидной смолы, а также цементно-песочные растворы, содержащие в качестве добавки тонкомолотый песок. При более значительном раскрытии трещин следует применять цементно-полимерные или цементно-песчаные растворы.
Раствор нагнетается в трещины кирпичной кладки под давлением, не превышающим 0,6 МПа. Также специалисты рекомендуют в имеющиеся трещины одновременно нагнетать под давлением цементный или полимерцементный раствор.
Для инъекцирования применяют портландцемент марки не ниже 400. Добиться требуемой пластичности раствора можно посредством введения в него специальных пластифицирующих добавок. Как правило, это нитрит натрия (5 % от массы цемента), поливинилцетатная эмульсия ПВА и др.
В настоящее время для усиления простенков и столбов стали активно использовать преднапряженные распорки, которые работают совместно с усиливаемой конструкцией. Конструктивно они состоят из двух уголков, соединенных между собой накладками. На половине высоты распорок в полках уголков делают прорезы, которые используют для установки натяжных болтов. Сверху и снизу каждой распорки укрепляют планки-упоры, с помощью которых их креплят в упорных уголках, устанавливаемых на элементах. Распорки, размещаемые на усиливаемой конструкции, наклонены в сторону концов, образуя тем самым зазор между боковыми гранями усиливаемой конструкции и распорками.
После этого в распорках при помощи стяжных болтов (с усилием до 60…80 МПа) создают напряженные состояния. В результате обжатия распорки принимают вертикальное положение, к ним приваривают планки. После этого стяжные болты снимают, так как распорки включены в совместную работу с усиливаемой конструкцией. Деформация стен проявляется в появлении трещин и разрушении несущих между оконных простенков и отдельных участков стен. Внешние признаки деформации стен проявляются в виде трещин в перемычках и стенах, в отклонении их от вертикали и выпучивании стен.
Различают три вида повреждений стен в результате деформаций оснований (рис. 2).
Для усиления стен с нарушенной пространственной жесткостью чаще всего устраивают напряженные пояса. Рассмотрим этот метод подробнее. В уровне перекрытий в продольном или поперечном направлениях натягивают так называемые тяжи, которые изготавливают из круглой стали диаметром 28…35 мм. На углах здания с целью их обжатия устанавливают после натяжения поясов по вертикали обрезки уголков.
Рис. 2. Результаты деформации оснований
Для натяжения поясов используют специальные стяжные муфты. Тяжи натягивают по поверхности стен или в бороздах сечением 70 × 80 мм. Механическое натяжение выполняют посредством рычагов, при этом усилие составляет 30…40 кН. Общее усилие натяжения равно примерно 50 кН. Контроль натяжения осуществляется благодаря приборам-индикаторам, а также выполняется визуально (характерным признаком является отсутствие провисания) или по звуку (натянутый тяж издает чистый звук высокого тона).
4. Ремонт кирпичной кладки
Дефекты кирпичной кладки и ее разборка. К числу наиболее распространенных причин деформаций и повреждений кирпичных стен относятся прежде всего конструктивные и производственные ошибки. Кроме того, зачастую деформации возникают в результате низкого качества проектирования и неправильной эксплуатации.
В зависимости от напряженного состояния кладки различают четыре стадии ее работы. Первая стадия соответствует напряженному состоянию. На этой стадии повреждения в кладке не наблюдаются. На второй стадии в отдельных кирпичах возникают незначительные волосяные трещины. На третьей стадии, когда нагрузка возрастает, возникшие трещины объединяются друг с другом и с вертикальными швами, вследствие чего кладка расслаивается на отдельные швы. На четвертой стадии кладка разрушается.
На стадии выявления причин появления деформаций в кладке крайне важно оценить качество выполненной кладки — заполнение швов раствором, соблюдение горизонтальности, толщины швов и их перевязки.
Разборку кирпичных и бутобетонных конструкций осуществляют посредством ручных машин, механизированным или взрывным способом. Однако это возможно лишь в тех случаях, когда объем работ является небольшим или когда другие способы по той или иной причине использовать нельзя, поскольку такая разборка требует значительных затрат ручного труда.
При ручной разборке кирпичной кладки, сложенной на растворах низких марок, используют такие инструменты, как ломы, кирки, клинья и др.
Разборка конструкции производится в горизонтальном направлении, начинают ее с верха стены. Очищенный от раствора кирпич опускают вниз по закрытым желобам. Если кладка выполнена на прочных растворах, для ее разборки используют специальные инструменты — клинья, кувалду и т. п., однако максимального эффекта можно добиться, если использовать в этих целях пневматический или электрический молоток, оснащенных плоской лопаткой.
Разборку бутовой или бутобетонной кладки фундаментов и стен целесообразно осуществлять посредством кирку, лома, клиньев и отбойного молотка. Для этого задействуется звено из двух рабочих: один при помощи держателя удерживает клин, а второй посредством кувалды забивает клин в шов кладки.
Выветривание швов на значительную глубину ухудшает теплотехнические свойства кирпичной кладки на 10…15 % и снижает до 15 % ее несущую способность. Этот дефект устраняется путем укрепления швов цементным раствором.
Перемычки с одиночными трещинами восстанавливают путем нагнетания в них жидкого цементного или полимерцементного раствора. При ремонте арочных перемычек с них вначале снимают нагрузку от перекрытий, а затем полностью перекладывают. При ремонте клинчатых и рядовых перемычек их усиливают путем подводки стальных или железобетонных балок.
Усиление кладки под опорами балок. В случае образования трещин под опорами балок и прогонов перекрытий локально заменяют участки кладки или подводят распределительную железобетонную подкладочную плиту, но во втором случае прежде необходимо под балки перекрытий подвести временные крепления, которые устанавливают на всех этажах строго по вертикали.
Основные методы восстановления и усиления стен и каркасов эксплуатируемых зданий приведены в табл. 2.
Таблица 2. Классификация основных методов восстановления и усиления стен и каркасов эксплуатируемых зданий
6.1 Требования настоящего раздела распространяются на здания и сооружения:
а) получившие повреждения во время землетрясения;
б) возведенные без соответствующих антисейсмических мероприятий или при их недостаточности, а также в случаях изменения расчетной сейсмичности территории;
в) реконструируемые объекты.
6.2 Восстановление, усиление и реконструкция зданий или сооружений производится:
а) для переустройства с целью частичного или полного изменения объемно-планировочного решения и (или) функционального назначения;
б) для повышения сейсмостойкости или приведения в соответствие с требованиями действующих норм;
в) при повышении эксплутационных нагрузок на несущие элементы здания или сооружения;
г) при истечении нормативного срока эксплуатации.
6.3 При выборе способов усиления несейсмостойких жилых, общественных и промышленных
зданий необходимо руководствоваться общими принципами проектирования сооружений для сейсмических районов, изложенными в настоящих Нормах. Элементы здания с недостаточной несущей способностью выявляются расчетом. При разработке проекта усиления, вне зависимости от результатов расчета, следует учитывать конструктивные требования, изложенные в разделе 3 настоящих Норм.
6.4 В случаях, когда полное выполнение конструктивных требований норм невозможно или
их выполнение приводит к экономической нецелесообразности усиления, допускается реализация
обоснованных расчетом технических решений усиления здания при неполном соответствии требованиям норм с их согласованием в установленном порядке с органом государственного регулирования. При этом принятый уровень выполнения требований норм должен быть обоснован в
зависимости от экономической целесообразности и необходимого срока службы здания.
6.5 Восстановление, усиление и реконструкция несущих конструкций может иметь следующие
уровни:
а) восстановление состояния конструкций до уровня, предшествующего повреждению;
б) повышение сейсмовооруженности до уровня выше первоначального;
в) усиление несущих конструкций до уровня, соответствующего требованиям действующих
строительных норм.
6.6 Решения о восстановлении или усилении зданий должны приниматься с учетом их физического или морального износа и социально-экономической целесообразности мероприятий по восстановлению или усилению.
В целях определения степени повреждения или физического износа, установления возможности дальнейшей эксплуатации зданий или сооружений должна производиться оценка их технического состояния и несущей способности конструкций.
6.7 Уровень восстановления, усиления и реконструкции назначается заказчиком в зависимости от
ответственности здания и его функционального назначения, а также на основании результатов
обследования и указывается в задании на проектирование.
6.8 Проект повышения сейсмостойкости зданий и сооружений следует разрабатывать на основе
проектной документации и материалов детального натурного обследования грунтового основания и
конструктивных элементов здания.
В проекте следует использовать, как правило, следующие технические мероприятия:
а) изменение объемно-планировочных решений путем разделения зданий сложных конструктивных схем на отсеки простой формы антисейсмическими швами, разборку верхних этажей
здания, устройство дополнительных элементов жесткости для обеспечения симметричного
расположения жесткостей в пределах отсека и уменьшение расстояния между ними;
б) усиление стен, рам, вертикальных связей для обеспечения восприятия усилий от статических
и расчетных сейсмических воздействий;
в) увеличение жесткости дисков перекрытия и надежности соединения их элементов, устройство
или усиление антисейсмических поясов;
г) обеспечение надежных связей между стенами различных направлений, между стенами и
перекрытиями;
д) усиление элементов соединения сборных конструкций стен;
е) усиление конструктивной схемы здания, в том числе путем введения системы дополнительных
конструктивных элементов;
ж) уменьшение сейсмических нагрузок, в том числе путем снижения массы здания;
з) использование гасителей колебаний, сейсмоизоляции и других методов регулирования сейсмической реакции;
и) изменение функционального назначения (снижение уровня ответственности).
При восстановлении несущей способности железобетонных конструкций с трещинами до уровня 0,7-0,9 от первоначальной величины допускается применение инъектирования цементными растворами.
6.9 Определение несущей способности конструкций должно производиться по результатам их
обследования и оценки технического состояния путем выполнения расчета здания на расчетное
сейсмическое воздействие с учетом данных инструментальных измерений фактической прочности
материалов конструкции. При этом расчетное значение прочности материалов должно определяться
на основе статистического анализа «разброса» измеренных ее величин в пределах этажа здания как
минимальное значение в доверительном интервале нормального распределения с обеспеченнос
тью 0,95.
Усиление конструкций должно назначаться на основе оценки несущей способности главных конструктивных элементов, ответственных за общую устойчивость здания или сооружения.
6.10 При проектировании восстановления, усиления или повышения сейсмостойкости должно
предусматриваться максимальное сохранение существующих конструкций без повреждений или
элементов, для которых в результате расчета на сейсмические нагрузки несущая способность окажется выше действующих усилий. В подобных случаях не рекомендуется назначать технические
решения, ухудшающие однородность и целостность конструкции, например, использование железобетонных столбов путем прорезания каменной кладки, нарушая при этом ее монолитность.
6.11 При оценке несущей способности сохраняемых конструкций следует учитывать:
а) пространственную работу;
б) действительную работу узлов сопряжения элементов, в том числе каркаса и стенового заполнения;
в) перераспределение усилий за счет развития пластических деформаций, в том числе трещи-
нообразования;
г) соответствие конструктивной и расчетной схем;
д) совместную работу элементов каркаса и перекрытия;
е) податливость грунтового основания.
Обобщение наиболее распространенных способов восстановления, усиления и реконструкции реконструкции приведено в таблице 6.1
Таблица 6.1 -Классификация способов реконструкции
| Виды конструкций | Уровень реконструкции | |||
| Восстановление | Усиление | Повышение сейсмостойкости до нормативного уровня | Замена, демонтаж | |
| Основание | 1 Инъектирование | 1 Инъектирование | 1 Дополнительное уплотнение 2 Водопонижение | |
| Фундаменты | 1 Инъектирование 2 Устройство гидроизоляции | 1 Устройство обойм разгрузочных конструкций | 1 Устройство обойм разгрузочных конструкций 2 Изменение расчетной схемы | Уширение подошвы фундаментов |
| Стены и каркасы | 1 Инъектирование 2 Нанесение армооболочек, штукатурок | 1 Улучшение регулярности распределения жест-костей 2 Усиление стен (оболочки, шпонки, скобы, стяжки), рам (обоймы) 3 Усиление связей между стенами | 1 Улучшение регулярности распределения жесткостей 2 Усиление вертикальных связей жесткости 3 Вертикальное натяжение 4 Устройство ядер жесткости и разгрузочных поясов 5 Изменение конструктивной схемы | Демонтаж верхних этажей |
| Перекрытия | Инъектирование | 1 Устройство армированных стяжек 2 Увеличение сечения | 1 Увеличение жесткости перекрытий и анкеровка их в поясах стен 2 Натяжение, затяжки, шпренгеля 3 Изменение конструктивной схемы | Замена перекрытий |
| Покрытия | Восстановление отдельных элементов | Увеличение сечения | Изменение конструктивной схемы | Замена элементов конструкций |
6.12 При реконструкции, особенно в случаях пристроек и (или) надстроек, принятые технические
решения должны обеспечивать требуемую сейсмостойкость всего здания в целом.
6.13 При использовании принципиально новых конструктивных решений усиления или восстановления зданий и других сооружений разработка проектной документации должна производиться при научном сопровождении и с участием специализированных научно-исследовательских и
проектных организаций.
6.14 Восстановленные, усиленные и реконструируемые объекты подлежат обязательной приемке в установленном для обычных объектов порядке с обязательным составлением паспорта о
техническом состоянии и классе (уровне) сейсмостойкости.
6.1 Требования настоящего раздела распространяются на здания и сооружения:
а) получившие повреждения во время землетрясения;
б) возведенные без соответствующих антисейсмических мероприятий или при их недостаточности, а также в случаях изменения расчетной сейсмичности территории;
в) реконструируемые объекты.
6.2 Восстановление, усиление и реконструкция зданий или сооружений производится:
а) для переустройства с целью частичного или полного изменения объемно-планировочного решения и (или) функционального назначения;
б) для повышения сейсмостойкости или приведения в соответствие с требованиями действующих норм;
в) при повышении эксплутационных нагрузок на несущие элементы здания или сооружения;
г) при истечении нормативного срока эксплуатации.
6.3 При выборе способов усиления несейсмостойких жилых, общественных и промышленных
зданий необходимо руководствоваться общими принципами проектирования сооружений для сейсмических районов, изложенными в настоящих Нормах. Элементы здания с недостаточной несущей способностью выявляются расчетом. При разработке проекта усиления, вне зависимости от результатов расчета, следует учитывать конструктивные требования, изложенные в разделе 3 настоящих Норм.
6.4 В случаях, когда полное выполнение конструктивных требований норм невозможно или
их выполнение приводит к экономической нецелесообразности усиления, допускается реализация
обоснованных расчетом технических решений усиления здания при неполном соответствии требованиям норм с их согласованием в установленном порядке с органом государственного регулирования. При этом принятый уровень выполнения требований норм должен быть обоснован в
зависимости от экономической целесообразности и необходимого срока службы здания.
6.5 Восстановление, усиление и реконструкция несущих конструкций может иметь следующие
уровни:
а) восстановление состояния конструкций до уровня, предшествующего повреждению;
б) повышение сейсмовооруженности до уровня выше первоначального;
в) усиление несущих конструкций до уровня, соответствующего требованиям действующих
строительных норм.
6.6 Решения о восстановлении или усилении зданий должны приниматься с учетом их физического или морального износа и социально-экономической целесообразности мероприятий по восстановлению или усилению.
В целях определения степени повреждения или физического износа, установления возможности дальнейшей эксплуатации зданий или сооружений должна производиться оценка их технического состояния и несущей способности конструкций.
6.7 Уровень восстановления, усиления и реконструкции назначается заказчиком в зависимости от
ответственности здания и его функционального назначения, а также на основании результатов
обследования и указывается в задании на проектирование.
6.8 Проект повышения сейсмостойкости зданий и сооружений следует разрабатывать на основе
проектной документации и материалов детального натурного обследования грунтового основания и
конструктивных элементов здания.
В проекте следует использовать, как правило, следующие технические мероприятия:
а) изменение объемно-планировочных решений путем разделения зданий сложных конструктивных схем на отсеки простой формы антисейсмическими швами, разборку верхних этажей
здания, устройство дополнительных элементов жесткости для обеспечения симметричного
расположения жесткостей в пределах отсека и уменьшение расстояния между ними;
б) усиление стен, рам, вертикальных связей для обеспечения восприятия усилий от статических
и расчетных сейсмических воздействий;
в) увеличение жесткости дисков перекрытия и надежности соединения их элементов, устройство
или усиление антисейсмических поясов;
г) обеспечение надежных связей между стенами различных направлений, между стенами и
перекрытиями;
д) усиление элементов соединения сборных конструкций стен;
е) усиление конструктивной схемы здания, в том числе путем введения системы дополнительных
конструктивных элементов;
ж) уменьшение сейсмических нагрузок, в том числе путем снижения массы здания;
з) использование гасителей колебаний, сейсмоизоляции и других методов регулирования сейсмической реакции;
и) изменение функционального назначения (снижение уровня ответственности).
При восстановлении несущей способности железобетонных конструкций с трещинами до уровня 0,7-0,9 от первоначальной величины допускается применение инъектирования цементными растворами.
6.9 Определение несущей способности конструкций должно производиться по результатам их
обследования и оценки технического состояния путем выполнения расчета здания на расчетное
сейсмическое воздействие с учетом данных инструментальных измерений фактической прочности
материалов конструкции. При этом расчетное значение прочности материалов должно определяться
на основе статистического анализа «разброса» измеренных ее величин в пределах этажа здания как
минимальное значение в доверительном интервале нормального распределения с обеспеченнос
тью 0,95.
Усиление конструкций должно назначаться на основе оценки несущей способности главных конструктивных элементов, ответственных за общую устойчивость здания или сооружения.
6.10 При проектировании восстановления, усиления или повышения сейсмостойкости должно
предусматриваться максимальное сохранение существующих конструкций без повреждений или
элементов, для которых в результате расчета на сейсмические нагрузки несущая способность окажется выше действующих усилий. В подобных случаях не рекомендуется назначать технические
решения, ухудшающие однородность и целостность конструкции, например, использование железобетонных столбов путем прорезания каменной кладки, нарушая при этом ее монолитность.
6.11 При оценке несущей способности сохраняемых конструкций следует учитывать:
а) пространственную работу;
б) действительную работу узлов сопряжения элементов, в том числе каркаса и стенового заполнения;
в) перераспределение усилий за счет развития пластических деформаций, в том числе трещи-
нообразования;
г) соответствие конструктивной и расчетной схем;
д) совместную работу элементов каркаса и перекрытия;
е) податливость грунтового основания.
Обобщение наиболее распространенных способов восстановления, усиления и реконструкции реконструкции приведено в таблице 6.1
Таблица 6.1 -Классификация способов реконструкции
| Виды конструкций | Уровень реконструкции | |||
| Восстановление | Усиление | Повышение сейсмостойкости до нормативного уровня | Замена, демонтаж | |
| Основание | 1 Инъектирование | 1 Инъектирование | 1 Дополнительное уплотнение 2 Водопонижение | |
| Фундаменты | 1 Инъектирование 2 Устройство гидроизоляции | 1 Устройство обойм разгрузочных конструкций | 1 Устройство обойм разгрузочных конструкций 2 Изменение расчетной схемы | Уширение подошвы фундаментов |
| Стены и каркасы | 1 Инъектирование 2 Нанесение армооболочек, штукатурок | 1 Улучшение регулярности распределения жест-костей 2 Усиление стен (оболочки, шпонки, скобы, стяжки), рам (обоймы) 3 Усиление связей между стенами | 1 Улучшение регулярности распределения жесткостей 2 Усиление вертикальных связей жесткости 3 Вертикальное натяжение 4 Устройство ядер жесткости и разгрузочных поясов 5 Изменение конструктивной схемы | Демонтаж верхних этажей |
| Перекрытия | Инъектирование | 1 Устройство армированных стяжек 2 Увеличение сечения | 1 Увеличение жесткости перекрытий и анкеровка их в поясах стен 2 Натяжение, затяжки, шпренгеля 3 Изменение конструктивной схемы | Замена перекрытий |
| Покрытия | Восстановление отдельных элементов | Увеличение сечения | Изменение конструктивной схемы | Замена элементов конструкций |
6.12 При реконструкции, особенно в случаях пристроек и (или) надстроек, принятые технические
решения должны обеспечивать требуемую сейсмостойкость всего здания в целом.
6.13 При использовании принципиально новых конструктивных решений усиления или восстановления зданий и других сооружений разработка проектной документации должна производиться при научном сопровождении и с участием специализированных научно-исследовательских и
проектных организаций.
6.14 Восстановленные, усиленные и реконструируемые объекты подлежат обязательной приемке в установленном для обычных объектов порядке с обязательным составлением паспорта о
техническом состоянии и классе (уровне) сейсмостойкости.