Типы мансардных этажей

Принятие той или иной формы мансардного этажа определяется рядом показателей, связанных с освещенностью пространства.

Так, треугольная форма этажа, как правило, требует использования оконных заполнений типа «Велюкс», размещаемых в наклонных элементах кровельной части. Мансардные этажи с ломаной кровлей позволяют использовать оконные блоки вертикального размещения, что для многих регионов РФ более рационально, так как в зимний период времени исключает появление наледи на поверхности светопрозрачных элементов.

Как показали исследования, геометрическая форма надстраиваемых мансард определяется рядом архитектурных и эксплуатационных показателей. Одним из важных параметров является водоудаление атмосферных осадков, образования наледей в период перехода от отрицательных к положительным температурам.

Важным фактором выбора конструктивной схемы надстроек является экономическая сторона вопроса. Так, для районов с лесными массивами целесообразно использовать древесину в качестве несущих элементов каркаса. Использование местных строительных материалов, как правило, снижает себестоимость производства работ.

Варианты конструктивных решений мансардных этажей приведены на рис. 10.15, где показаны каркасные системы, собираемые из металлоконструкций (а), деревянных ферм с параллельными поясами (б), деревянных ферм и рам на металлических шпоночных соединениях (в) и шпренгельных полуферм по стойкам с обвязочным брусом (г). Невысокая масса сборных элементов позволяет использовать малую механизацию при сборке каркасов, что обеспечивает ведение реконструктивных работ без отселения жильцов.

При возведении двухэтажных мансард используются рамные металлоконструкции из гнутого и коробчатого профилей (рис. 10.15, д, е).

Рис. 10.15. Конструктивные схемы мансардных этажей одноуровневые рамные из металлического каркаса (а), деревянных ферм и рам (б, в, г); двухуровневые каркасные из металлического и коробчатого профилей (д, е)

Как показал отечественный и зарубежный опыт, достаточно высокой эффективностью обладают конструктивно-технологические решения, базирующиеся на использовании деревянных ферм и рам на шпоночных соединениях. Такое решение позволяет принимать различную геометрическую форму кровельной части, что существенно расширяет архитектурный облик мансард. Многообразие форм и индустриальность работ обеспечиваются использованием компьютерной технологии расчета плоских несущих элементов, раскроя материала и соединения узлов на металлических шпонках с помощью простейших гидравлических прессов. Эта технология позволяет формировать несущие конструктивные элементы в виде полуферм (рис. 10.16), полурам и балок, что создает предпосылки осуществления последующей сборки непосредственно на рабочих местах. Это обстоятельство не только повышает индустриальность, но и позволяет оптимизировать параметры технологичности на стадиях изготовления, транспортирования и монтажа, разнообразить геометрические формы мансард.

Рис. 10.16. Формирование плоской полуфермы и узлы опирания на обвязочный пояс (а), стеновую конструкцию (б) и деревянный обвязочный брус (в)

Путем создания различного уровня обвязочного пояса возможно получение внутреннего пространства помещений с различным коэффициентом использования, а изменение угла наклона стропильных элементов дает основания оптимизировать внутренние габариты помещений.

Методы возведения мансардных этажей определяются уровнем укрупнения конструктивных элементов, качественными характеристиками используемых строительных материалов и степенью механизации производства работ.

С учетом перечисленных факторов возможно выделить следующие методы:

• надстройка мансардных этажей из мелкоштучных элементов, возводимых вручную;

• возведение несущих конструкций укрупненными плоскими рамами методом надвижки с поворотом в проектное положение;

• надстройка с применением объемных блоков высокой степени заводской готовности при монтаже крановыми средствами или методом надвижки;

• надстройка одно-двухуровневых мансардных этажей из объемных блоков на пролет здания методом надвижки или крановой установки.

В зависимости от степени укрупнения конструктивных элементов мансардных этажей обеспечивается снижение удельной трудоемкости строительно-монтажных работ и общей продолжительности.

Снижение продолжительности работ является определяющим фактором рационального использования инвестиций и более ранней окупаемости затрат. Поэтому предпочтение отдается технологиям, обладающим высокой степенью технологичности и мобильности.

Технология возведения мансардных этажей с использованием сборных несущих конструкций из дерева

Индустриальные технологии изготовления несущих конструкций в виде сборных элементов из дерева позволяют быстро и эффективно возводить мансардные этажи без постоянного использования крановых средств. Об этом свидетельствует достаточно большой опыт мансардного строительства в европейских и скандинавских странах. Это обстоятельство является определяющим при выполнении работ без отселения жильцов.

Современные технологии производства легких несущих конструкций позволяют изготавливать практически любые геометрические формы, что существенно расширяет архитектурный облик зданий.

Для крупнопанельных домов серий 1-464, 1-468 и домов с кирпичными стенами (1-477) этот процесс весьма эффективен и позволяет при минимальных затратах получать дополнительные площади до 20-25 % площади реконструируемого здания.

Так, для 60-квартирного жилого дома серии 1-464 замена плоской или скатной крыши на мансардный этаж дает приращение 482 м², что составляет 19,2 % общей площади здания. При этом возведение несущих элементов и кровли производится при сохранении существующего кровельного покрытия, демонтаж элементов которого производится после обеспечения защиты от атмосферных осадков.

Использование легких конструктивных элементов позволяет выполнять работы вручную, что снижает стоимость работ и обеспечивает их безопасное ведение для жильцов.

На рис. 10.17 приведен пример использования конструктивных элементов в виде деревянных рам при надстройке мансардного этажа жилого крупнопанельного дома серии 1-464. Как следует из приведенной схемы, процесс возведения на начальной стадии не затрагивает разборку кровельной части, вентиляционных шахт, люков и других элементов, что обеспечивает защиту этажей от атмосферных осадков.

Рис. 10.17. Конструктивное решение мансардного этажа для жилого дома серии 1-464, формируемого из деревянных рам 1 - обвязочный пояс; 2 - обрешетка; 3 - утеплитель; 4 - пароизоляция; 5,6 - элементы кровли; 7 - внутренняя обшивка

Технологический процесс возведения мансардных этажей разделяется на несколько самостоятельных циклов.

1-й - подготовительные работы. Они включают работы по освоению площадки: установку 1-2 грузопассажирских подъемников; подготовку площадки для укрупнительной сборки несущих элементов рам или стропильных ферм; организацию площадок для установки бытовых и складских помещений; устройство навесов над входами, обеспечивающих безопасность жильцов; организацию временного энергоснабжения подъемников, а также ручного электрифицированного инструмента и т.п.

Особое внимание должно уделяться выбору стоянок крана для безопасной подачи конструкций и материалов на кровельную часть здания. В целом должна решаться задача рационального формирования стройгенплана с максимальным функциональным сохранением площадей, примыкающих к реконструируемому зданию, и минимальными нарушениями экологической обстановки.

2-й - устройство обвязочного пояса по периметру наружных и внутренних стен. Обвязочный пояс выполняется из монолитного железобетона или керамзитобетона, имеет связь с наружными и внутренними стенами, способствует равномерному распределению нагрузки от мансардного этажа на реконструируемое здание. В то же время наружный обвязочный пояс позволяет воспринимать усилия распора, а создание единого монтажного горизонта обеспечивает монтаж рамно-строительных систем без их смещений от проектного положения. Другой функцией обвязочного пояса является возможность установки подмостей и защитных козырьков, а также организованного водостока атмосферных осадков через отверстия, оставляемые в поперечном сечении обвязочного пояса.

3-й - монтаж конструкций несущей части мансардного этажа. До монтажа конструкций осуществляется крановая подача полурам или полуферм на кровельную часть, а также катучих подмостей для организации стыков элементов. Монтаж начинается с установки крайней рамы и ее раскрепления в проектное положение с помощью подкосов и струбцин. После установки второй рамы обеспечивается их временное соединение с помощью схваток из досок или инвентарных фиксаторов.

Обрешетка производится после монтажа трех и более рам путем нашивки бруса с интервалом 25-30 см.

Таким образом, прослеживаются следующие технологические потоки: первый - монтажный; второй - по устройству обрешетки и обеспечению устойчивости конструкций; третий - установка оконных заполнений; четвертый - устройство кровельной части из мелкоштучных элементов или металлической кровли из профнастила, оцинкованной стали; пятый - устройство теплоизоляции; шестой - обшивка с внутренней стороны стен гипсокартонными плитами с пароизоляцией и т.п.

Отдельным специализированным потоком осуществляется возведение торцевых стен, кирпичной кладки лестничных клеток, межсекционных перегородок.

При выполнении данного вида работ транспортирование материалов осуществляется подъемниками, а их перемещение к рабочим местам - с помощью тележек.

Устройство кровельной части является обязательным условием для перехода на новый цикл работ по выполнению внутренней планировки с использованием легких каркасных систем, специальных видов работ (электрика, сантехника), устройству подготовки под полы.

Заключительным циклом являются отделочные работы.

Начальной фазой работ на кровельной части реконструируемого здания является устройство обвязочного пояса. Используются инвентарные опалубочные щиты и проектное армирование в виде объемных армоблоков и сеток. Для обеспечения взаимосвязи с наружными стенами реконструируемого здания в карнизной плите устраиваются отверстия в узлах соединения внутренних и наружных панелей. Для этой цели в карнизной плите с помощью керно-образователей устраиваются сквозные отверстия с их расширением с помощью дисковых алмазных машин. Полученные полости армируются и при бетонировании объединяются с монолитным поясом.

Для снижения продолжительности работ опалубка устраивается на весь объем, а подача и укладка бетонной смеси осуществляются автобетононасосом. Такой уровень механизации позволяет выполнить общий объем работ в течение одной-двух смен.

При устройстве монолитного пояса оставляются горизонтальные сквозные отверстия из асбоцементных труб на уровне верха карнизной плиты, что позволяет обеспечить водоотвод атмосферных осадков и устройство выносных подмостей по периметру стен, обеспечивающих безопасное ведение работ и защиту жильцов от случайного падения стройматериалов.

Процесс монтажа конструктивных элементов наиболее эффективен при установке плоских рам с предварительным их укрупнением в зоне монтажа. Для этой цели используются кондукторы и шаблоны, позволяющие создавать геометрически неизменяемые системы с высокой пространственной жесткостью. Такой прием позволяет исключить весьма ответственные работы на высоте по объединению полурам и в 1,5-2 раза снизить трудоемкость работ при одновременном повышении качества и равнопрочности стыков.

Перенос сборной площадки на кровлю здания позволяет разгрузить прилегающие к жилому дому площадки, максимально сохранить зеленые насаждения, снизить площади складов. Это обстоятельство, в свою очередь, требует более четкой организации труда.

Технологическая схема производства работ при монтаже рам приведена на рис. 10.18. Здесь используются передвижные подмости с фиксаторами для обеспечения проектного положения рам и объединения полурам в коньковой части, специальные шаблоны-фиксаторы для сохранения проектного положения стропильных ног до устройства обрешетки, система подъема укрупненной рамы методом поворота, кондукторы и приспособления, обеспечивающие повышение технологичности.

Рис. 10.18. Технологическая схема монтажа каркаса мансардного этажа а - монтаж полурам; б - укрупнительная сборка рам и их установка; 1 - рама, укрупненная из двух блоков; 2 - передвижные подмостки с площадками; 3 - крепежные устройства; 4 - ограждения; 5- фиксаторы; 6 - укрупнение рамы на кровле; 7 - стыкуемые элементы

Выбор организационно-технологической модели и уровня механизации определяется расчетным путем и зависит от общего объема работ, сроков производства, арендной стоимости машин и механизмов, ресурсообеспечения.

Технология работ предусматривает организацию поточного производства с разделением здания на захватки, определение ведущего потока и расчет численного состава бригад для выполнения основных технологических процессов с учетом их совмещения и обеспечения необходимого фронта работ (рис. 10.19).

Рис. 10.19. Поточное производство работ по возведению мансардного этажа Работы на захватках; 1-я - устройство кровельного покрытия и оконных заполнений; 2-я - сплошная обрешетка по стропилам и прогонам с установкой утепляющего слоя; 3-я - монтаж каркаса; 4-я - кирпичная кладка лестничных клеток и внутренних межсекционных стен

Подбор состава комплексной бригады осуществляется с учетом приемки, перемещения и транспортирования строительных материалов и конструкций на монтажный горизонт.

На рис. 10.20 приведена примерная циклограмма производства работ по устройству мансардного этажа. Она включает цикл подготовительных работ по освоению стройплощадки и установке грузопассажирских подъемников; комплекс работ ведущего цикла, состоящего из работ по устройству обвязочного пояса, по монтажу каркаса с обрешеткой, установкой оконных заполнений и утеплением, устройством кровельной части.

Рис. 10.20. Циклограмма производства работ по надстройке мансардного этажа для жилого дома серии 1-464 1 - подготовительные работы; 2 - устройство обвязочного пояса; 3 - монтаж рам с устройством обрешетки; 4 - установка оконных заполнений, утепление стен и перекрытий, устройство кровли;6 - сантехнические и электромонтажные работы; 7 - устройство лестничных клеток; 8 - устройство внутренних перегородок и полов; 9 - отделочные работы

Параллельно данным видам работ осуществляются кладка торцевых стен из энергоэффективных блоков, лестничных клеток и межсекционных стен из кирпича, устройство лестничных маршей.

По окончании кровельных работ выполняются цикл санитарно-технических, электромонтажных и комплекс отделочных работ. В зависимости от количественного состава специализированных бригад, уровня отделочных работ и архитектурно-планировочных решений продолжительность работ может иметь некоторые колебания в сроках производства работ. Для повышения долговечности конструктивных элементов мансардного этажа необходимо устройство вентилируемого пространства между утеплителем и кровлей, пароизоляции, а также организованного водоотвода атмосферных осадков (рис. 10.21).

Рис. 10.21. Конструктивно-технологические схемы сопряжений элементов мансардного этажа с созданием вентилируемого пространства а - коньковое соединение с обеспечением вентилируемого зазора и утеплением; б, в - размещение конструктивных элементов на обвязочном поясе; 1 - монолитный обвязочный пояс; 2 -размещение утеплителя; 3 - оконное заполнение типа «Велюкс»; 4 - чердачное перекрытие

Повышение эксплуатационных характеристик несущих и утепленных ограждающих конструкций достигается путем использования паровлагозащитного рулонного материала «Изоспан-А» для кровельной части, «Изоспан-В» - для защиты утеплителя (рис. 10.21, 10.22).

Рис. 10.22. Тепловлагопароизоляция надстроек мансардных этажей из деревянных конструкций а - кровельной части; б - наружных стен; в - перекрытий; 1 - обвязочный монолитный пояс; 2 - стропила; 3 - паровлагозащитный материал «Изоспан-А»; 4 - кровельное перекрытие; 5, 6 -воздушный зазор; 7 - утеплитель; 8 - пароизоляция «Изоспан-В»; 9 - отверстия для воздухообмена; 10 - наружная обшивка

Система «Изоспан» является сертифицированным влаговетрозащитным рулонным материалом с хорошей паропроницаемостью, обеспечивающей повышение долговечности теплоизоляционного материала и конструкций. Выпускается в виде рулонов шириной 140 см и длиной - 50 м, плотностью 72 и 110 г/м².

Особое внимание должно уделяться механизму крепления полужестких минераловатных плит на наклонных поверхностях стен, предотвращающих образование воздушных прослоек перпендикулярно сечению в результате разрыва сплошности среды. Это достигается путем использования специальных крепежных элементов, а также полимерных сеток с вертикальными фиксаторами, выступающими в роли анкеров и предотвращающих расслоение утепляющих слоев. Образование вентилируемого пространства способствует испарению влаги, попадающей на поверхность утеплителя.

Защита утеплителя от атмосферных осадков должна быть предусмотрена на стадиях перевозки, хранения и укладки в проектное положение.

При выборе материала кровли должна учитываться возможная интенсификация работ, снижающая до минимума технологические перерывы. Это особенно важно при технологии утепления, осуществляемой снаружи.

Наиболее технологичными следует считать покрытия из листовой стали, металлочерепицы, профнастила или штучных материалов, например гибкой керамической или цементно-песчаной черепицы.

Продолжительность возведения мансардных этажей снижается путем повышения технологичности конструктивных элементов, их сборности, предварительной заготовки, а также использования укрупненных блоков.

Технологические этапы возведения мансардного этажа на 4-этажном жилом доме с кирпичными стенами приведены на рис. 10.23.

Рис. 10.23. Технологические этапы возведения мансардной надстройки на 4-м этаже в кирпичном жилом доме а - подготовительный этап; б - установка рам по обвязочному поясу; в - общий вид каркаса с обрешеткой; г - установка оконных блоков «Велюкс» и обрешетки под кровлю; д - утепление стен и обшивка гипсокартонными плитами; е - общий вид здания

В организации работ по надстройке мансардных этажей значительное место отводится формированию стройгенплана. Стесненные условия производства работ требуют более рационального использования прилегающих территорий для размещения грузоподъемных механизмов, зон складирования, бытовых помещений и др. Особое внимание при разработке стройгенплана отводится организационно-технологическим решениям, обеспечивающим безопасное ведение работ и защиту жильцов от случайного падения материалов, ручного инструмента и др. Для этой цели устраиваются навесы перед входами, выносные подмости-козырьки по периметру здания, ограничения в повороте стрел кранов, ограждения опасных зон (рис. 10.24).

Рис. 10.24. Фрагмент стройгенплана и технологическая последовательность ведения работ по устройству мансардного этажа 1 - устройство монолитного обвязочного пояса; 2 - укрупнение рам; 3 - подмости для установки рам в проектное положение; 4 - опалубка монолитного пояса; 5 - ограждение; 6 - защитные козырьки над входом; 7 - грузопассажирский подъемник; 8 - автокран; 9 - бытовые помещения

Наличие скатной кровли требует более совершенной и интенсивной технологии производства работ, что связано с защитой здания от атмосферных осадков.

Использование пленочных покрытий с временным креплением на элементы подмостей, обрешетки, рам и к другим конструктивным частям не обеспечивает требуемой надежности вследствие низкого сопротивления ветровым нагрузкам, высокой парусности и др.

Одним из конструктивных решений по исключению воздействия атмосферных осадков является создание трансформируемых раздвижных тентовых светопрозрачных устройств в виде арочных конструкций, располагаемых на выносных консолях подмостей и имеющих роликовые катучие опоры (рис. 10.25).

Рис. 10.25. Технологическая схема устройства тентового светопрозрачного покрытия на период надстройки мансардного этажа 1 - опорные арки; 2 - гибкие связи между арками; 3 - тентовое покрытие; 4 - растяжки; 5 - консольные подмостки

Для устойчивого сопротивления ветровым нагрузкам и свободного перемещения по горизонтали опорные части арок снабжены катучими опорами, размещаемыми в направляющих, прикрепляемых к консольным подмостям. Такое решение позволяет перемещать покрытие на участки, где производится демонтаж кровли при атмосферных воздействиях, а также выполнять цикл работ по монтажу надстройки. По мере возведения кровли тентовое покрытие перемещается на очередную захватку.

Монтаж и демонтаж покрытия осуществляются в сложенном виде с использованием специальных захватных устройств.

Возведение мансардных этажей с каркасом из металлоконструкций

Использование металлоконструкций в мансардном строительстве нашло наибольшее распространение вследствие универсальности и гибкости конструктивно-технологических решений. Это позволяет осуществлять производство работ укрупненными блоками, плоскими элементами, а также вручную из отдельных узлов и деталей с последующим сварным или болтовым соединением.

Технологический эффект зависит от степени укрупнения элементов, технологичности конструктивных решений узлов и сопряжений, организационно-технологического уровня производства работ, степени механизации и других факторов. Переход от поэлементной сборки к монтажу плоскими и объемными блоками дает скачкообразное сокращение не только трудозатрат, но и продолжительности ведения работ.

Области применения таких решений достаточно многообразны и позволяют осуществлять надстройку мансардных этажей жилых зданий различных конструктивных схем и периодов постройки.

Реальное применение технологий чаще всего диктуется условиями строительной площадки, уровнем ее стесненности, возможностью использования грузоподъемных средств, а также экономическими факторами.

На рис. 10.26 приведены технологические схемы производства работ при возведении несущего каркаса мансардных этажей с различной степенью укрупнения и данные об изменении удельной трудоемкости монтажных процессов. С увеличением степени укрупнения достигается 5-10-кратное снижение трудоемкости работ.

Рис. 10.26. Технологические схемы производства работ при возведении несущего каркаса мансардных этажей с различной степенью укрупнения а, б - поэлементный монтаж; в, г - укрупненными плоскими элементами; д, е - объемными блоками; ж - изменение удельной трудоемкости возведения каркасов от степени укрупнения. Цифрами показана технологическая последовательность установки элементов мансардного этажа

В то же время любое увеличение массы монтажных элементов требует применения соответствующих средств механизации: башенных и самоходных пневмоколесных кранов, приставных подъемников, лебедок, легких крышевых кранов и т.п.

При выполнении цикла монтажных работ применяют оснастку для временного крепления (подкосы, кондукторы, фиксаторы), а также средства подмащивания (площадки, передвижные подмости, лестницы и т.п.). Как правило, для соединения конструктивных элементов используются болтовые сочленения. Они весьма универсальны и позволяют с достаточной степенью точности осуществлять сборку конструктивных элементов. После окончательной выверки узлы с болтовыми соединениями свариваются.

При выполнении монтажного цикла особое место отводится безопасным методам ведения работ. Это обстоятельство исключительно важно при осуществлении надстройки мансардных этажей без отселения жильцов. До начала производства работ осуществляют установку защитных козырьков над входами, консольных подмостей по периметру здания. При подъеме и перемещении по кровельной части используются дополнительные устройства, обеспечивающие плавное опускание конструктивных элементов, и специальные настилы для их перемещения.

Наибольшее распространение получила технология надстройки мансардных этажей с поэлементным монтажом несущих металлоконструкций.

Основным преимуществом технологии является ручная сборка элементов каркаса с подачей на монтажный горизонт с помощью приставных грузопассажирских подъемников грузоподъемностью до 1,0 т.

Конструктивная схема мансардного этажа выполняется в виде одно-двухпролетных рам, размещаемых на обвязочном поясе, объединенных системой прогонов и обрешетки. Использование гнутых профилей, а также бесчердачного покрытия позволяет снизить удельный расход металла до 30-35 кг/м² надстраиваемой площади.

В качестве теплоизоляции используются минераловатные плиты плотностью 30-40 кг/м³, размещаемые в стеновом ограждении и покрытии, с устройством ветрозащитных пленок и облицовкой с внутренней стороны двумя слоями гипсокартона.

Наклонная система рам требует использования оконных заполнений системы «Велюкс», в том числе в кровельной части мансардного этажа.

Производство работ осуществляется без отселения жильцов с обеспечением мер безопасности работающих и жильцов.

На рис. 10.27 приведены конструктивно-технологические схемы, иллюстрирующие основные технологические этапы производства работ.

Рис. 10.27. Конструктивно-технологическая схема надстройки мансардного этажа с несущими конструкциями из металлических рам а - фасады здания; б - план мансардного этажа; в - схема размещения несущих конструкций; г, в - поперечные разрезы

Первые пионерные проекты были выполнены в гг. Сургуте, Санкт-Петербурге и др.

Развитием строительства мансардных этажей с несущими конструкциями из металла явились унифицированные технологические решения конструкций мансардных этажей применительно к реконструкции домов массовых серий 1-464, 1-468, I-447, 1-335.

Основой конструктивного решения являются поперечные двухпролетные рамы, которые опираются на несущие конструкции существующей части надстраиваемого здания, объединенные монолитным поясом.

Конструктивные элементы рамы-стойки и ригели выполнены из замкнутого металлического профиля сечением 160160 мм с толщиной стенки 5 мм.

Продольный шаг рам варьируется в пределах 2,6-3,2 м в зависимости от конструктивной схемы каждой серии. Для домов с поперечными несущими стенами (1-464, 1-468, 1-335) рамы располагаются по их осям. В серии 1-468 со смешанным шагом поперечных несущих стен при шаге 6,0 м устанавливается промежуточная рама с опиранием на продольные прогоны. В домах с кирпичными стенами (I-447) рамы располагаются с шагом 2,8 м, который является кратным по отношению к расстоянию между стенами лестничных клеток и межсекционных стен.

Разработаны одно- и двухъярусные (двухэтажные) мансардные надстройки треугольного или ломаного поперечного сечения (рис. 10.28). В качестве оконных заполнителей применяют наклонные системы конструкции фирмы «Велюкс» или оконные блоки вертикального расположения.

Рис. 10.28. Конструктивно-технологические схемы надстройки мансардных этажей с использованием металлических рам а б - одноуровневые треугольные и ломаного очертания; в, г - двухуровневые ломаного очертания с наклонными и вертикальными оконными блоками; 1 - обвязочный монолитный пояс; 2,3 -наружные и внутренние стоики рам; 4 - ригели рам; 5 - прогон из досок; 6 - стропила с обрешеткой; 7 - кровельное покрытие; 8 - оконное заполнение

Пространственная жесткость конструкций мансардных этажей обеспечивается в поперечном направлении жесткостью рам, а в продольном направлении - наличием стен лестничных клеток, продольных связей в виде ригелей, а также введением дополнительных элементов жесткости в виде раскосов в стенах и в уровне чердачного перекрытия.

Междуэтажные и чердачные перекрытия выполняются по деревянным прогонам, расположенным с шагом не более 600 мм и опирающимся на стальные ригели рам с подшивным потолком из двух листов гипсокартона. Листы гипсокартона крепятся на самонарезающихся винтах к металлическим скобам, закрепленным на нижней грани деревянных прогонов. Поверх листов закрепляется металлическая сетка, на которую укладывается минераловатная плита утеплителя толщиной 100 мм в междуэтажных перекрытиях и толщиной 250 мм по слою пароизоляции в чердачных перекрытиях.

В междуэтажных перекрытиях по верху деревянных прогонов укладываются упругие прокладки, по которым размещается конструкция чистого пола.

В чердачном перекрытии по утеплителю укладываются ходовые мостики.

Наружное ограждение или покрытие устанавливается на крайние стойки поперечных рам. Оно включает внешнюю и внутреннюю облицовки и утеплитель. Внешняя облицовка выполняется из металлочерепицы или гофрированного металлического листа, который размещается по обрешетке.

Внутренняя облицовка состоит из двух листов гипсокартона, которые крепятся к вертикальным стойкам из тонколистового металла системы ТИГИ Кнауф.

Утеплителем стен является минераловатная плита (λ = 0,04 Вт/м °С) толщиной 200 мм. С внутренней стороны утеплителя предусмотрена пароизоляция в виде пленки толщиной 0,2 мм.

Стены лестничных клеток и межквартирных перегородок возводятся из мелкоштучных материалов.

Над мансардным этажом предусматривается холодное чердачное помещение с покрытием по наклонным деревянным стропилам.

Внутренние межкомнатные перегородки выполняются из гипсокартонных плит по металлическому каркасу.

Помещения санитарно-технических узлов облицовываются гидроизоляционным покрытием.

Рис. 10.29. Технологическая последовательность производства работ по надстройке мансардного этажа 1 - устройство монолитного обвязочного пояса; 2 - возведение стен лестничной клетки; 3 - монтаж стоек рам; 4, 5 - установка ригелей и балок; 6 - устройство прогонов; 7 - установка стропил и устройство обрешетки; 8 - установка оконных блоков; 9 - устройство обрешетки; 10 - устройство кровельного покрытия

Технологическая последовательность производства работ приведена на рис. 10.29 и включает следующие этапы:

1 - устройство обвязочного пояса по периметру наружных стен и лестничных клеток.

При наличии плоской кровли эти работы выполняются без разборки кровельного покрытия. При скатной кровле необходимо обеспечить гидроизоляцию перекрытия верхнего этажа, затем осуществить частичную или полную разборку кровельной части;

2 - возведение стен лестничных клеток осуществляется после устройства монолитного пояса и может быть совмещено с работами по монтажу элементов рам;

3 - монтаж рамного каркаса мансарды осуществляется из отдельных элементов на болтовых соединениях или после укрупнения в плоские рамы с установкой в проектное положение методом поворота.

При монтаже каркаса используется система подкосов, струбцин, лебедок и других приспособлений, обеспечивающих выверку и проектное закрепление конструкций;

4 - установка балочных соединений рам, обеспечивающих пространственную жесткость конструкции;

5 - установка стопил с обрешеткой и монтаж кровельного покрытия. Выполнение данного вида работ создает благоприятные условия для выполнения работ по утеплению и устройству стенового ограждения, перекрытий и для производства работ по внутренней планировке помещений;

6 - цикл сантехнических, электромонтажных и специальных видов работ выполняется до или параллельно отделочным;

7 - по мере выполнения работ по надстройке мансардного этажа осуществляются утепление стен и замена оконных блоков.

Надстройка мансардных этажей с применением складывающихся объемных блоков

Повышение уровня общей и транспортной технологичности связано с созданием складывающихся объемных блоков, которые на период перевозки занимают горизонтальное положение составных частей. Такое решение позволяет более рационально использовать грузоподъемность транспортных средств, а возможность быстрого приведения в проектное состояние позволяет интенсифицировать процессы надстройки зданий.

При разработке мобильных мансардных блоков основное внимание уделено созданию конструкции, которая обеспечивает изменение геометрических параметров. В основу конструктивного решения заложен принцип шарнирного соединения плоских элементов блока, обеспечивающий снижение в 4-5 раз транспортных габаритов по высоте. Не менее важным условием явилась разработка соединений, легко трансформируемых из шарнирных в жесткие узлы, с обеспечением требуемых пространственной жесткости и устойчивости. Конструкция должна легко переводиться из транспортного (сложенного) состояния в монтажное в виде объемного блока.

На рис. 10.30 приведены принципиальные схемы складывающихся объемных блоков для надстройки мансардных этажей. Конструктивно блоки состоят из стеновых элементов (1), плит перекрытия (2), чердачных перекрытий (3), панелей кровли (4), шарниров (5), дополнительных связей (6), временных стоек, или опор (7). Шарнирное соединение стеновой панели позволяет изменить угол наклона в пределах до 30°.

Рис. 10.30. Конструктивные схемы складывающихся объемных блоков на один или два этажа а, б - полублоки с шарнирными связями в рабочем и а', б' - в транспортном положении; в, г - элементы блоков при 2-ярусной надстройке; д - транспортное положение; е - общий вид укрупненного мансардного блока на период формирования кровельной части; 1 - стеновая панель; 2, 3 - панели перекрытия; 4 - кровельная панель; 5 - шарнирные связи; 6 - оконный блок; 7 - монтажная стойка; l_тр - длина блока в транспортном положении; Н_тр - то же, толщина пакета блока

С использованием объемных блоков возможна реконструкция различных серий малоэтажных жилых зданий как ранней, так и поздней постройки. Основное преимущество данной технологии состоит в возможности создания пространственных объемов, что дает реальные предпосылки для реализации гибкой планировки помещений надстраиваемых этажей.

На рис. 10.31 приведен вариант одно- и двухъярусных складывающихся объемных блоков треугольной формы, выполненных на пролет здания. Конструкция блоков основана на шарнирном соединении плоских элементов системы: кровельно-стеновых, плит перекрытия и покрытия. В транспортном положении они представляют собой пакеты из горизонтальных элементов. В зависимости от угла наклона кровельной части подбирается определенная крутизна, обеспечивающая более комфортное расположение помещений. Для данного типа объемных блоков наиболее рациональным является применение оконных заполнений системы «Велюкс».

Рис. 10.31. Конструктивные схемы одно- (А) и двухъярусных (Б) складывающихся объемных блоков мансардных этажей а - общая схема; б - транспортное состояние; в - проектное положение; 1 - шарниры; 2 - временные стойки; 3 - кровельное покрытие

Ширина блоков принимается равной шагу расположения внутренних стеновых панелей для крупнопанельных и шагу оконных проемов для кирпичных зданий и составляет 2,6-3,2 м.

Мансардные блоки изготавливаются в заводских условиях размером на полупролет здания с возможностью их болтового соединения на уровне перекрытия, коньковой части и в опорной зоне стоек. Конструкция блоков предусматривает получение стеновых элементов в виде многослойной утепленной системы с облицовкой изнутри гипсокартонными плитами, а с наружной части - в виде кровельного покрытия из мелкоштучных металлических элементов, металлочерепицы по обрешетке из бруса или защитного слоя из бетона толщиной 25-30 мм. Элементы перекрытия выполняются из несущих металлических балочных элементов, объединенных системой раскосов. Для обеспечения теплотехнических и механических характеристик потолочные элементы перекрытия выполняются из тонкостенной монолитной плиты, на поверхности которых размещается утеплитель в виде минераловатных плит. Поверхность утеплителя закрывается полимерной пленкой или плоскими элементами. Для исключения мостиков холода выступающие поверхности балочных элементов закрываются коробчатыми утепленными элементами.

Повышение эксплуатационной надежности перекрытия достигается в результате перехода от штучных материалов к заливочным. Так, заполнение элементов перекрытия полистирол-бетонной или пенобетонной смесью с небольшим сетчатым армированием обеспечивает получение конструкции с заданными прочностными и теплотехническими характеристиками.

Возможно изготовление комбинированных систем, состоящих из плит перекрытия из тяжелого бетона толщиной 6-8 см с последующим утеплением засыпочным или минераловатным утеплителем.

Стеновые элементы снабжаются оконными коробками, которые крепятся в проектное положение с помощью специальных соединений. Их положение сочетается с элементами кровельного покрытия, что обеспечивает водонепроницаемость стыков и водоотвод атмосферных осадков.

Панель кровельного покрытия выполняется в виде плоской замкнутой рамы. По ее поверхности устраиваются обрешетка из бруса и кровельное покрытие. Соединение элементов кровельного покрытия и стеновой панели выполняется таким образом, чтобы в проектном положении достигалась герметичность кровли. Стык между элементами кровли закрывается нащельником, что обеспечивает его водонепроницаемость.

Технология возведения мансардных этажей

До начала монтажных работ осуществляется подготовительный цикл, в который входят: устройство ограждений и подмостей; выбор стоянок крана и площадок для приведения блоков из транспортного в монтажное положение; устройство обвязочного пояса из монолитного бетона; установка грузопассажирского подъемника; обеспечение электроснабжения; установка ограждений, бытовых помещений и т.п. Особое внимание при этом уделяется вопросам сохранения деревьев и других посадок, а также безопасным условиям труда и защите жильцов от случайного падения материалов.

Технологические схемы и элементы стройгенплана на период монтажа блоков мансардного этажа для 5-этажного крупнопанельного жилого дома серии 1-464 приведены на рис. 10.32.

Рис. 10.32. Технологическая схема монтажа объемных полублоков мансардного этажа Обозначено в кружочках: 1 - обвязочный пояс; 2 - объемный блок; 3 - опорная площадка; 4 - монтажный кран; 5 - грузопассажирский подъемник: 6 - площадка доводки объемного блока; 7 - ограждения по периметру стен; 1-10 - технологическая последовательность монтажа объемных блоков

Блоки выполняются двух типоразмеров в соответствии с шагом внутренних стен, равным 2,6 и 3,2 м. Это дает возможность одновременного монтажа ячейки площадью 14,8 и 18,2 м² при массе элементов 1,8-2,3 т с использованием монтажного крана грузоподъемностью 6-8 т.

С учетом геометрических размеров реконструируемого здания, объемных блоков и их массы, высоты стропов и длины стрелы, принятого типа стрелового крана определяются его монтажные стоянки. Для крупнопанельных и кирпичных пятиэтажных зданий надстройка мансардного этажа может производиться стреловым краном на автомобильном ходу типа МКА-16 на базе КРАЗ-257 грузоподъемностью до 20 т при вылете стрелы 12 м и высоте подъема крюка 21 м. С одной стоянки кран обеспечивает установку 4-5 блоков. Для интенсивного ведения работ, как правило, требуются два крана. Это позволяет исключить частое перебазирование крана и повысить его производительность.

До начала монтажных работ подготавливаются площадки для приведения блоков из транспортного в монтажное состояние. Для этой цели используется кондуктор со специальной опорной площадкой, на которой размещают мансардный блок таким образом, чтобы плита перекрытия заняла горизонтальное положение, а стеновой элемент имел возможность свободного расположения. Приведение элементов конструкций в проектное положение осуществляется путем установки фиксаторов и их анкеровки. Места шарнирных связей теплоизолируются. Осуществляется общая проверка состояния конструктивных элементов, стыков, облицовки, кровли и т.п.

Подготовленный к монтажу блок стропят за монтажные петли и осуществляют подъем к месту установки. Монтаж первого блока является наиболее ответственным этапом, так как любая неточность его установки повлияет на общую схему монтажа и его качество.

Для установки в проектное положение мансардный блок перемещается на кровельную часть, где используется подвижная опора для временного предпроектного его расположения. Затем производятся его выверка и установка в проектное положение с креплением опорных частей к монолитному поясу.

Монтаж очередного блока производят в той же последовательности с тем отличием, что после его установки осуществляют пропуск гибких связей в трубчатые элементы и натяжение их до полного сочленения контактных поверхностей блоков. Элементы кровельной части и плит перекрытия объединяются с помощью болтовых соединений, обеспечивая единый горизонт и уровень расположения.

При организации работ с применением одного монтажного крана после установки шести блоков захватки кран перемещается на противоположную сторону, откуда производят монтаж симметричных блоков в той же последовательности. После их установки и объединения с помощью болтовых соединений осуществляются герметизация стыков, установка коньковых элементов кровли и нащельников. Затем производится цикл монтажных работ на второй захватке с сохранением принятой последовательности.

При нормативной трудоемкости монтажа одного блока 6,8 чел.-ч и составе звена монтажников 5 чел. продолжительность монтажа на захватке без учета подготовительных работ составляет 16,8 чел.-ч, или чуть более двух смен работы крана. Таким образом, для 80-квартир-ного 4-секционного жилого дома общая продолжительность монтажа объемных блоков составляет 8-10 смен работы крана.

После их установки создаются благоприятные условия для производства работ, связанных с устройством торцевых и межсекционных стен, лестничных клеток, перегородок, подготовок под полы, сантехнических, электромонтажных и отделочных работ. При этом достигаются значительный выигрыш в сокращении продолжительности работ, снижение себестоимости и удельной стоимости 1 м² площади.

Работы внутри созданных объемов осуществляются с подачей материалов и полуфабрикатов приставными подъемниками грузоподъемностью до 1 т. Это обстоятельство позволяет максимально совместить выполнение смежных видов работ.

Примерный график производства работ приведен в таблице 10.3.

Таблица 10.3