Стремление многих фирм иметь офисы и представительства в центре городов приводит к тому, что рано или поздно возникает необходимость расширять имеющийся фонд сдаваемых в аренду площадей или строить новые здания. Но внутри плотной городской застройки, как правило, отсутствуют подходящие строительные площадки, а получение разрешительных документов на новое строительство сопряжено с определенными трудностями. Выход зачастую видится в надстройке дополнительных этажей над существующим зданием.
В статье представлен опыт применения вычислительного комплекса SCAD Office при проектировании надстройки трех дополнительных этажей.
тремление многих фирм иметь офисы и представительства в центре городов приводит к тому, что рано или поздно возникает необходимость расширять имеющийся фонд сдаваемых в аренду площадей или строить новые здания. Но внутри плотной городской застройки, как правило, отсутствуют подходящие строительные площадки, а получение разрешительных документов на новое строительство сопряжено с определенными трудностями. Выход зачастую видится в надстройке дополнительных этажей над существующим зданием.
Надстройка может выполняться как без усиления конструкций существующего здания, так и с усилением — возможно, даже с устройством для надстройки самостоятельного фундамента, независимого от существующего. Экспериментальное проектирование показывает, что существующие пятиэтажные здания можно надстраивать на 2−3 этажа — как правило, без усиления фундаментов, но с усилением простенков нескольких этажей или только первого. При этом удается существенно увеличить общую эксплуатируемую площадь.
Выполнение надстроек, опирающихся на самостоятельный каркас, иногда позволяет довести высоту зданий до 8−15 этажей. При надстройке кирпичных зданий чаще применяют внутренний каркас, а крупнопанельных — наружный.
Следует отметить, что в конструктивном плане надстройки могут быть чрезвычайно разнообразны, при том что стены надстраиваемой части, как правило, повторяют несущие стены существующего здания:
Возьмем в качестве примера здание по Новоконстантиновской улице, д. 18 в Киеве и покажем, как с помощью вычислительного комплекса SCAD Office было выполнено обоснование конструктивных решений при проектировании надстройки трех дополнительных этажей. Реконструкция осуществлена в соответствии с полученной проектной документацией.
Объект реконструкции представлял собой четырехэтажное административнопроизводственное здание с неполным железобетонным каркасом и несущими продольными и поперечными стенами из кирпича (рис. 1).
Здание имеет габаритные размеры в осях 19,6×134 м и состоит из трех деформационных блоков — в осях 1−8, 8−15, 15−22. В поперечном направлении имеет три пролета по 6,0 м (рис. 2).
Высота существующих этажей колеблется в пределах от 4,35 до 4,5 м. Колонны первого этажа имеют сечение 300×600 мм; второго, третьего и четвертого этажей — 300×450 мм. Колонны опираются на монолитные железобетонные столбчатые фундаменты размерами в плане 4,0×4,0 м.
Толщина несущих простенков продольных стен — 640 мм в уровне первого этажа и 510 мм на вышележащих.
Внешние кирпичные стены опираются на ленточные фундаменты из сборных бетонных блоков шириной 0,7 м и железобетонных подушек шириной 2,1 м. (рис. 3)
В конечном итоге заказчиком было принято решение надстроить три полноценных этажа с использованием облегченного металлического каркаса, монолитного железобетонного перекрытия по опалубке из профнастила (который выступает в качестве несъемной опалубки) и внешнего стеклянного ограждения.
Вначале рассматривались три возможных варианта опирания надстройки на существующее здание (рис. 4):
Ужесточение диска перекрытия здания обеспечивалось размещением металлических балок перекрытия в различных направлениях (рис. 5).
Расчетные модели надстроек здания были просчитаны с помощью программы SCAD. Изображения двух рассматриваемых вариантов расчетных схем показаны на рис. 6.
В результате заказчик предпочел первый вариант надстройки — с полным опира-нием на существующее здание и предварительным усилением его простенков на всех этажах (рис. 7).
В процессе выполнения предварительных расчетов и принятия проектных решений приходилось параллельно решать немало различных инженерных задач, а полученные результаты во многом определяли сильные и слабые стороны того или иного варианта надстройки.
Заметим, что не вся работа, связанная с расчетом, подбором сечений и проектированием, осуществлялась непосредственно в программе SCAD: в составе SCAD Office представлена целая линейка малых инженерных программ-сателлитов, которые призваны решать конкретные локальные задачи расчета в рамках действующих нормативов в области строительства (СНиП, СП
Так, например, с задачами определения расчетного сопротивление грунта, несущей способности сваи успешно справляется программа ЗАПРОС. Подобрать арматуру в сечении железобетонного элемента, выполнить экспертизу существующего армирования, проверить условие продавливания помогает программа АРБАТ. Необходимость усиления кирпичного простенка, несущую способность кирпичной стены подвала можно определить в программе КАМИН. С помощью программы КРИСТАЛЛ рассчитываются металлические фермы, а также болтовые и сварные соединения. Деревянные конструкции можно запроектировать в программе ДЕКОР. Но в этой статье мы лишь очень кратко коснулись основных элементов технологии использования программных модулей, входящих в состав вычислительного комплекса SCAD Office. С их помощью был выполнен проверочный расчет надстройки, проверены элементы существующего здания и сделан обоснованный вывод о возможности возведения трех дополнительных этажей
Вид здания после завершения реконструкции с применением представленных проектных решений и расчетов показан на рис. 8.
Компания Autodesk, мировой лидер в области решений для 3D-дизайна, проектирования и создания виртуальной реальности, и компания Gehry Technologies, предоставляющая технологии и услуги архитектурным и проектным мастерским, генподрядчикам, заказчикам и другим представителям строительной отрасли, объявили о стратегическом бизнес-партнерстве. Компании намерены помочь архитекторам, проектировщикам и конструкторам более полно ощутить преимущества технологии информационного моделирования зданий для обеспечения конкурентоспособности выполняемых проектов.
По условиям соглашения о бизнес-партнерстве Autodesk предоставит отделу консалтинга Gehry Technologies расширенную поддержку и организует обучение работе со своими решениями на основе технологии информационного моделирования зданий (Building Information Modeling — BIM). В их числе — Autodesk Building Design Suite, семейство продуктов Revit, Revit Navisworks, AutoCAD Civil 3D и Autodesk Vault Collaboration AEC. Кроме того, компанией Autodesk осуществлены акционерные инвестиции в Gehry Technologies, условия которых не разглашаются.
«Совместные консалтинговые услуги Autodesk и Gehry Technologies должны оказать значительную помощь организациям архитектурно-строительной отрасли, принявшим решение о внедрении технологии BIM, — утверждает Джей Бхатт, старший вице-президент Autodesk по решениям для архитектуры и строительства. — Цель нашего партнерства — с максимальной отдачей использовать сильные стороны обеих компаний, каждая из которых является мировым лидером в своей области. Это придаст дополнительный импульс переходу отрасли на BIM-технологию и вызовет у клиентов интерес к решениям Autodesk на основе данной технологии, которые в совокупности полностью охватывают весь цикл проектирования».
Партнерство с Autodesk позволит Gehry Technologies вовлечь в число своих клиентов компании, которые намереваются трансформировать свои бизнес-процессы и методы проектирования с помощью решений Autodesk на основе BIM.
«Я основал компанию Gehry Technologies, чтобы помочь отрасли справиться с ее давними проблемами и предоставить различным организациям возможность реализовать передовой опыт при разработке новых проектов, — говорит Фрэнк Гери, один из владельцев Gehry Technologies. — Технологии, которые мы развивали все эти годы, очень ценны для наших клиентов. Компания уже долгое время использует продукты Autodesk, а перевод наших взаимоотношений на новый уровень будет способствовать достижению общей цели: помочь архитекторам, инженерам, подрядчикам и заказчикам строительства получить реальную отдачу от современных технологий».