Передвижка зданий и сооружений реферат
Обновлено: 03.07.2024
Передвижка зданий, в первую очередь преследующая цель придания городской застройке лучшей архитектурно-планировочной выразительности в соответствии с требованиями времени параллельно с решением транспортных задач, практикуется как в нашей стране, так и за рубежом. Например, коренное переустройство центрального ядра Москвы,превращение его в историко-заповедную зону и одновременно в центр политической, деловой и культурной жизни началось еще задолго до Великой Отечественной войны. Снимались трамвайные пути, сносились малоэтажные невыразительные жилые и административныездания, за счет чего расширялись важнейшие магистрали города, образовывались архитектурные ансамбли площадей, кварталов и т. д.
Обычно здания,представляющие собой определенную архитектурную, историческую или градостроительную ценность, передвигались в глубь улиц и площадей, уступая место пешеходам и возрастающему потоку автомобилей.
Экономичность передвижки зданий зависит от технического состояния их конструктивных элементов, конфигурации и этажности зданий, геологических условий, длины пути и характера движения. Чем сложнее конфигурация здания, темдороже его передвижка, так как существенно усложняется производство работ.
Стоимость передвижки зависит также от высоты здания и длины пути передвижения: чем выше здание, тем дешевле его передвижка и, наоборот, чем длиннее путь, тем больше будут расходы на устройство путей и обслуживание.
Существенное влияние на затраты по передвижке оказывает характер движения: прямолинейное - в одном направлении скапитальными стенами; косое - под некоторым углом к капитальным стенам; с поворотом и т. д. Наиболее трудоемкими и соответственно высокими по стоимости являются работы попередвижке здания с поворотом, так как в данном случае требуется устройство сложных криволинейных путей.
Производство работ по передвижке зданий
Перед передвижкой здание отрезается от фундамента и на уровне среза укрепляетсяпоясными балками. На этом же уровне перерезаются и заглушаются трубы водопровода, канализации и центрального отопления, другие инженерные устройства.
Нагрузка от стен передается на опорную конструкцию, выполненную в виде прочной и жесткой металлической рамы, подведенной под здание (рисунок 1).
Конструкция опорной рамы состоит из рандбалок, поперечных и ходовых балок. Рандбалки представляютсобой мощные металлические двутавры, опоясывающие наружные и внутренние стены и заделываемые в борозды, пробиваемые с обеих сторон стены. Нижние полки рандбалок устанавливаются на уровне среза кладки.
Рандбалки устраиваются только в стенах, перпендикулярных направлению движения. В стены, совпадающие с направлением движения, рандбалки не заводятся и нагрузки от них на ходовые балки передаются черезпоперечные балки, заделываемые в сквозные гнезда на расстоянии 1,5…2 м.
Рисунок 1. Схема устройства опорной рамы и путей для передвижки здания:
1 - поперечная балка; 2 - амортизирующая прокладка; 3 - ходовые балки; 4 - диафрагма;
5 - каток; 6 - рельсовый путь; 7 - основание под шпалы; 8 - шпалы; 9 - клинья.
Поперечные балки передают нагрузку на ходовые балки,укладываемые попарно с обеих сторон сети и опирающиеся на катки, которые устанавливаются на рельсовый путь.
Рандбалки в капитальных стенах здания заводятся путем пробивки штраб поочередно с одной и с другой стороны. В пространство между стеной и рандбалкой нагнетается под давлением цементный раствор, а зазор над верхом балки зачеканивается полусухим цементным раствором. Для связки рандбалок одной стены черезкладку пропускают поперечные планки и приваривают их сверху к балкам.
Устройство путей для передвижки заключается в пробивке в стенах здания отдельных проемов для каждого пути и ходовых тележек, укладки щебеночной подготовки и рельсовых путей. Далее устанавливают катки и по ним заводят под здание ходовые балки, скрепляемые попарно диафрагмами из двухтавровых.
Здания, представляющие собой архитектурно-историческую ценность, передвигают, когда прокладывают новые магистрали, реконструируют старые или освобождают новые территории под уникальные объекты.
Первая передвижка здания была выполнена в 1455 году в Италии. Аристотель Фиорованти передвинул на 105 м колокольню церкви Святого Марка в г. Болонье.
В российских городах и деревнях находились умельцы, которые перемещали срубы, сараи, амбары и избы, рубленные из круглого леса.
В 1876 году в г. Чикаго (США) было передвинуто 6-этажное каменное здание. В г. Москве в 1897 году по проекту инженера Федоровича был передвинут на 100 м двухэтажный каменный дом в связи с расширением железной дороги Москва — Санкт-Петербург. После первой мировой войны массовый характер передвижки зданий был зафиксирован в США. В нашей стране передвижка зданий широко практиковалась в 30-е годы. В связи с реконструкцией города — расширением главной улицы в г. Макеевке в 1934 году было передвинуто 1300-тонное здание почты. При этом инженер Кирлан, руководивший передвижкой здания почты, в качестве эксперимента перед этим передвинул жилой одноэтажный дом весом 70 тонн. В г. Кривом Роге был передвинут жилой дом весом 1500 тонн. В г. Москве при реконструкции ул. Горького (ныне ул. Тверская) было передвинуто 9 домов массой до 25 тыс. тонн. Одно здание (дом № 6) было передвинуто на 49,8 м без выселения жильцов. Передвинуто здание Моссовета и несколько других зданий.
Экономичность передвижки зданий зависит от технического состояния их конструктивных элементов, конфигурации и этажности зданий, геологических условий, длины пути и характера движения. Чем сложнее конфигурация здания, тем дороже его передвижка, так как существенно усложняется производство работ.
Стоимость передвижки зависит также от высоты здания и длины пути передвижения: чем выше здание, тем дешевле его передвижка, и наоборот: чем длиннее путь, тем больше будут расходы на устройство путей и обслуживание.
Существенное влияние на затраты по передвижке оказывает характер движения: прямолинейное — в одном направлении с капитальными стенами; косое — под некоторым углом к капитальным стенам; с поворотом и т.д. Наиболее трудоемкими и, соответственно, высокими по стоимости являются работы по передвижке здания с поворотом, так как в данном случае требуется устройство сложных криволинейных путей.
При передвижке зданий используют 4 схемы (рис.5.16).
Рис. 5.16. Способы передвижки зданий:
а) линейная передвижка вдоль длинной оси; б) поперек длинной оси;
в) под углом; г) криволинейная передвижка; I — здание до передвижки;
2 — здание после передвижки; 3 — пути передвижки
Желательно, чтобы радиус вращения при передвижке был более 200 м, поскольку при меньших радиусах ходовые балки и рельсовые пути приходится изгибать. Иногда вместо криволинейной передвижки прибегают к движению по двум направлениям, но прямым. В начале пути располагают вдоль одной из осей здания, потом — вдоль другой.
Проектирование передвижки заключается в разработке конструкций новых фундаментов, элементов пути с передвигающими механизмами и временных устройств, заменяющих фундамент и воспринимающих нагрузки от стен во время передвижки (рис. 5.17).
Новые фундаменты проектируют по обмерным чертежам здания в плоскости среза. При этом стены фундаментов принимают толще на 0,1 : 0,15 м, чем стены цокольной части.
Перед передвижкой здание отделяется от фундамента и на уровне среза укрепляется поясными балками. На этом же уровне перерезаются и заглушаются трубы водопровода, канализации и центрального отопления, другие инженерные устройства.
Нагрузка от стен передается на опорную конструкцию, выполненную в виде прочной и жесткой металлической рамы, подведенной под здание (рис. 5.17).
Рис. 5.17. Схема устройства опорной рамы и путей для передвижки здания:
1 — поперечная балка; 2 — амортизирующая прокладка; 3 — ходовые балки; 4 — диафрагма;
5 — каток; 6 — рельсовый путь; 7 — основание под шпалы; 8 — шпалы; 9 — клинья
Конструкция опорной рамы состоит из рандбалок, поперечных и ходовых балок. Рандбалки представляют собой мощные металлические двутавры, опоясывающие наружные и внутренние стены и заделываемые в борозды, пробиваемые с обеих сторон стены. Нижние полки рандбалок устанавливаются на уровне среза кладки.
Рандбалки устраиваются только в стенах, перпендикулярных направлению движения. В стены, совпадающие с направлением движения, рандбалки не заводятся, и нагрузки от них на ходовые балки передаются через поперечные балки, заделываемые в сквозные гнезда на расстоянии 1,5-2 м.
Поперечные балки передают нагрузку на ходовые балки, укладываемые попарно с обеих сторон сети и опирающиеся на катки, которые устанавливаются на рельсовый путь.
Рандбалки в капитальных стенах здания заводятся путем пробивки штраб поочередно с одной и другой стороны. В пространство между стеной и рандбалкой нагнетается под давлением цементный раствор, а зазор над верхом балки зачеканивается полусухим цементным раствором. Для связки рандбалок одной стены через кладку пропускают поперечные планки и приваривают их сверху к балкам.
Устройство путей для передвижки заключается в пробивке в стенах здания отдельных проемов для каждого пути и ходовых тележек, укладки щебеночного слоя и рельсовых путей. Далее устанавливают катки и по ним заводят под здание ходовые балки, скрепляемые попарно диафрагмами из двутавровых балок № 24—30, расположенных через 2,5-3 м. Установив ходовые балки, в стены заводят поперечные балки. С целью предохранения кирпичной кладки от скалывания между верхней полкой поперечной балки и верхом пробитого в стене гнезда укладывают доски. Зазоры между поперечной балкой и кладкой устраняют нагнетанием раствора.
После выполнения указанных работ производят посадку здания на катки. Передача давления от здания на катки происходит через стальные клинья, забиваемые между поперечными и ходовыми балками. Заведение катков под ходовые балки облегчается путем подъема вверх на 10—20 мм нижних полок балок посредством клиновидных вырезов на концах балок.
Осуществив посадку здания на катки, разбирают оставшиеся между путями столбики кирпичной кладки и монтируют оборудование для передвижения здания, состоящее из тянущих и толкающих устройств. Первые состоят из лебедок и систем полиспастов, вторые — из домкратов и упоров для них, устанавливаемых позади передвигаемого здания.
В процессе передвижения здания ведется постоянный контроль за заданным направлением и состоянием передвигаемого здания.
В процессе подготовки здания к передвижке производится устройство новых фундаментов. Их возводят не на всю высоту, а только до уровня подошвы щебеночного слоя путей. После надвижки здания на новый фундамент выполняют дальнейшую кладку в виде отдельных участков стен, а затем осуществляют кладку остальной части фундамента.
Приспособления для передвижки зданий делят на тянущие и толкающие. По прямой передвигают только тянущими или комбинацией тянущих и толкающих.
По криволинейным путям передвигают только толкающими приспособлениями. Тянущие приспособления состоят из системы полиспастов. Часть блоков устанавливают на здании, а другую — за пределами пути передвижения. Их крепят к анкерам, надежно защемленным в грунте. Толкающими приспособлениями являются домкраты. Их устанавливают сзади передвигаемого здания и распирают между стеной и упорами, укрепленными на рельсах. Применяют ручные, гидравлические и электрические домкраты. Скорость перемещения здания составляет от 8 до 20 м/ч. Перемещение на 100 м занимает несколько часов.
Подъем зданий выполняют в случае изменения вертикальной планировки городской застройки по аналогии с их передвижкой.
Подъем зданий и подстройка в отдельных случаях могут заменить надстройку зданий. Такой способ реконструкции целесообразен в следующих случаях:
—увеличение высоты первого этажа для размещения нежилых площадей;
—подстройка новых этажей;
—устройство проезда (прохода) под зданием;
—улучшение вида и архитектурного дизайна ценного исторического или значимого здания;
Для подъема зданий применяют домкраты. Их устанавливают под стенами здания шагом между механизмами от 0,5 до 5 м. При редком шаге домкратов опорную конструкции делают в виде рамы-обвязки под всем зданием, при частом — ограничиваются только опорными балками, устанавливаемыми поперек стен над штоком домкрата.
Раму-обвязку делают в виде жесткой конструкции, поскольку она должна обеспечивать незыблемость стен в плоскости среза и воспринимать сосредоточенную нагрузку о подъемных механизмов. Эту конструкцию выполняют в виде рандбалок, связей и опорных балок. Ее решают по аналогии с конструкциями, применяемыми для передвижки (см. рис. 5.18).
Подъем зданий осуществляют двумя способами. Первый способ предусмотрен для подъема зданий на высоту до 2 м (рис. 5.18).
Рис. 5.18. Подъем зданий на высоту до 2 м:
1 — домкрат; 2 — поперечная опорная балки из трех рельсов; 3 — рандбалка из спаренных двутавров; 4 — рельсы балочной клетки (I -XII циклы подъема)
Сначала установленной группой домкратов поднимают здание на высоту, равную длине штока поршня. Под лапки подводят коротыши рельсов или специальные железобетонные блоки, обеспечивая надежную опору корпуса. После этого поршень втягивают в этот корпус, а под него подкладывают опоры, и цикл подъема возобновляют. Подъем сопровождают устройством под домкратом балочной клетки, которая является временным поддерживающим устройством. После завершения подъема под поднятыми стенами выкладывают новую кладку, а поддерживающее устройство разбирают.
Пристройки можно рассматривать как добавления к большим существующим объемам, а также как включения небольших старых зданий в новые строительные комплексы.
Подобная конструкция допустима и при наличии у существующего здания фундамента обычного симметричного сечения. Тут можно край стены пристройки расположить на консольной балке, длина которой определяется размерами существующего фундамента (рис. 137, а). Если у пристройки предусматривается новая, своя стена, то под нее должна быть сделана консольная плита или опорный контур из балок.
В том случае, когда фундамент пристройки закладывают ниже уровня подошвы существующего, край нового фундамента нужно
Рис. 137. Конструктивные решения в пристройках: а — примыкание фундамента пристройки с заглублением не больше существующего; б — то же. при большем заглублении нового фундамента; в — анкер скользящего типа; г —соединительный конструктивно-планировочный шаг; 1 — старые конструктивные элементы; 2—новые фундаменты и стены; 3 — консольная балка или плита фундамента пристройки; 4 — шпунтовый ряд; 5 — якорь; в —связка; 7 — скоба; 8 — штырь; 9 — опорный уголок № 10
располагать с учетом работы грунта — под 30° от края существующего фундамента (рис. 137, б). Допустимы пристройки, отстоящие от существующего здания на один конструктивно-планировочный шаг (рис. 137, г и рис. 60). В этом шаге концы перекрытий опирают одной стороной на стену существующего здания, фундамент же не устраивают.
Для надежного сопряжения стены пристройки с существующей стеной в соединительном шве удобно применять анкер скользящего типа, предложенный В. К. Соколовым (рис. 137, в). Без такого устройства в некоторых случаях швы раскрывались, причем устранять этот дефект очень сложно и малоэффективно.
Вообще при возведении пристроек требуется решать самые разнообразные инженерные вопросы, иногда кажущиеся несущественными, хотя они могут заметно повлиять на прочность и сохранность как существующего здания, так и пристройки.
Передвижка зданий — изменение их места с размещением на новых фундаментах. В процессе перемещения здания возможен его подъем — изменение отметок этажей.
Передвижку применяют в тех случаях, когда требуется сохранить существующее здание, но изменить место его расположения по градостроительным или другим причинам.
Передвижки известны с давних времен: в Москве эти работы широко практиковались в 30-х годах; когда расширялось несколько главных улиц города и каждое здание в то время представляло большую ценность.
Крупные работы по передвижке зданий были выполнены при реконструкции улицы Горького, где было передвинуто девять домов массой до 25 тыс. т. Дом № 6, находящийся сейчас за фасадной линией, представляет собой большое и сложное в плане четырехэтажное здание, состоящее из нескольких корпусов с внутренними дворами. Оно было передвинуто параллельно своему положению в глубь квартала на 49,8 м. Масса здания — 22,4 тыс. т. Передвижка производилась в те годы без выселения жильцов. Также были передвинуты здание Моссовета (рис. 138,а) и несколько других.
Рис. 138. Примеры передвижки зданий в Москве:
а — передвижка и реконструкция здания Моссовета;
б — передвижка здания глазной больницы; 1 — первоначальное положение здания Моссовета; 2 —пристройка 30-х годов; 3 — разборка части пристройки, передвижка и надстройка 40-х годов; I. II и /// — стадии передвижки больницы
Наиболее сложные работы были выполнены при передвижке здания главной больницы на углу пер. Садовских (рис. 138, б). Это здание сложной формы было сначала повернуто, потом передвинуто и оказалось при этом на этаж выше из-за более низких отметок земли в месте нового расположения.
Скорость перемещения здания составляет обычно от 8 до 20 м/ч, а сроки перемещения его на расстояние до 100 м занимают несколько рабочих часов.
Рис. 139. Виды передвижек и конструктивное осуществление их:
а — передвижка здания в прямом направлении вдоль длинной оси здания; б — то же, в поперечном направлении; в — то же, в косом направлении; г —с поворотом; д — схема опорной рамы для передвижки; е — два сечения поперек направления движения; 1 — ранд-балки № 24—40; 2 — доска — амортизационная прокладка; 3 — поперечная балка № 50—60; 4 — стальные клинья; 5 — ходовая балка № 50—60; 6 — диафрагма № 24—30, через 2,5—3,0 м; 7 — катки через 0,7—0,9 м; 8 — рельсы; 9 — шпалы; 10 — щебеночное основание; 11 — домкрат; 12 — уровень среза
Кроме градостроительных требований здания передвигают и по другим причинам. Так, в Чехословакии, непосредственно под старинной частью города Мост были открыты большие залежи каменного угля. Для освоения их древние здания были передвинуты. Например, одно из ценнейших сооружений Деканский костел переместили почти на 1 км.
Наиболее простыми по техническому решению в выполнении передвижками являются перемещения зданий в прямом направлении, совпадающем с расположением капитальных стен и с движением по направлению узкой стороны дома (рис. 139, а). В этом случае пути и устройства для передвижки будут наиболее простыми и дешевыми.
Несколько сложнее передвигать здания с соблюдением тех же условий, но в направлении длинной стороны, т. е. при более слож- ных устройствах для движения (рис. 139, б). Еще более сложны передвижки в косом направлении и с поворотом (рис. 139, в, г).
Принцип конструктивного решения передвижки здания показан на рис. 139. Здание отрезают от фундамента и в уровне среза укрепляют поясными балками. В стенах, располагаемых поперек направления передвижки, это будут парные рандбалки, в стенах же, оси которых совпадают с направлением движения, опорами служат поперечные балки. Масса здания воспринимается системой ходовых, укладываемых по направлению движения балок, движущихся по каткам и рельсовым путям.
Ходовые балки скрепляют диафрагмами. Для выравнивания малейших перекосов, могущих возникнуть при движении, и для фиксирования правильного расположения всех элементов передвигаемого здания под рандбалками и поперечными балками на ходовых балках закладывают стальные клинья, а иногда и домкраты (рис. 139, е, сечение II).
Примитивные приспособления для передвижки и подъема монолитных сооружений были известны еще в далеком прошлом, причем предполагается, что для этого пользовались деревянными салазками, клиньями и рычагами. Например, для передвижки с подъемом большого камня устраивали насыпи в виде наклонных плоскостей, под камень заводили салазки и перемещали его на насыпь при помощи канатов и рычагов.
При перемещении больших каменных глыб для возведения сооружений пользовались полиспастами, концы канатов которых наматывали на вороты.
Подобные примитивные приспособления были приемлемы для перемещений отдельных массивных камней. Однако они не могли обеспечить передвижку или подъем каменных сооружений, состоящих из кирпичных стен, перевязанных между собой кладкой.
Потребность в производстве работ по выпрямлению кренов сооружений или подъему отколовшихся их частей из-за неравномерной осадки существует давно. Как правило, осевшие, отколовшиеся и накренившиеся части сооружения укреплялись контрфорсами. Если основанием последних служили слабые грунты, то они не только не удерживали отколовшиеся части, но из-за дополнительной нагрузки на основание усиливали крен.
С увеличением количества каменных построек актуальность в их укреплении возрастала и наибольшее значение приобретает в наше время.
Современное оборудование и способы производства работ обеспечивают передвижку, подъем и выпрямление крена любого сооружения при полном сохранении его архитектурного облика.
Известен ряд примеров из прошлого, когда с сооружениями происходили аварии. Чаще всего это случалось с соборами и колокольнями, поскольку в то время они являлись наиболее высокими зданиями. Так, в Венеции имеется несколько колоколен, заметно отклонившихся от вертикального положения. Трагический случай произошел с башней св. Марка. В этой башне образовалось множество вертикальных сквозных трещин, и в качестве предупредительных мер против ее обрушения были поставлены обручи. Однако в 1902 г. во время реставрации, по-видимому, из-за чрезмерно большого объема разборки кладки вокруг проема в башне произошло ее обрушение.
Знаменитая в Европе наклонная башня в Пизе (Италия) до сих пор находится под угрозой обрушения, так как ее крен продолжает прогрессировать. Башню строили с перерывами с 1174 г. по 1350 г., причем каждый раз при возобновлении работ обнаруживалось, что построенная часть башни получала неравномерную осадку — крен в южном направлении. Территория, на которой построена башня, представляет собой заболоченный участок; грунтовые напластования состоят из аллювиальных пород с включениями в них прослойков торфа. Фундамент башни ленточный, кольцевой. Внутренний диаметр кольца равен 4,52 м, а внешний — 19,5 м. Площадь основания башни составляет 282 м2, а собственный вес — 14486 н. Величина отклонения башни от вертикали на высоте седьмого яруса (46,395 м) равна около 5 м. В результате проведенных исследований было установлено, что пылеватые и глинистые частицы грунта, находящиеся в напорном горизонте, вымываются грунтовыми водами, движущимися с севера на юг Каждый год из-под фундамента башни уносится 0,23 кг твердых частиц грунта. С 1918 г. по 1926 г. величина односторонней осадки башни возросла на 8,3 мм, т. е. средняя неравномерная осадка составляла 1 мм в год. В ближайшие годы после объявленного конкурса должны приступить к укреплению Пизанской башни в наклонном положении.
Впервые передвижка каменного сооружения была осуществлена в 1455 г. знаменитым итальянским архитектором Аристотелем Фиорованти (Аристотель из Болоньи). Он передвинул (без каких-либо повреждений) на 10,5 м каменную колокольню церкви св. Марка в г. Болонье. Затем в течение более четырех столетий о передвижке каменных зданий ничего неизвестно.
В 1868 г. Стефансон впервые применил винтовые домкраты для подъема на р. Нил парома с железнодорожными платформами. Это был первый случай использования домкратов для подъема. В 1870 г. в Нью-Йорке открылась фирма "Chr. Vorndran Sons", положившая начало передвижке каменных зданий в Соединенных Штатах Америки. На рис. 1 показана конструкция, применяемая в США.
Читайте также: