КОНСТРУКЦИЯ ЖИЛОГО ДОМА ВТОРИЧНОЙ ЗАСТРОЙКИ Российский патент 2001 года по МПК E04G23/00 

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при реконструкции жилых и общественных зданий с надстройкой дополнительных этажей.

Известны конструкции жилых домов вторичной застройки и способы их реконструкции:
1. Патент РФ N 2114960 предусматривает устройство обстройки с опорами на независимом фундаменте, наружных стен и ферм надстройки с опиранием их на двустоечные рамы с образованием консолей. Способ реконструкции здания по этому патенту характеризуется тем, что вокруг реконструируемого здания возводят обстройку и в квартирах реконструируемого здания монтируют дополнительную межквартирную перегородку и соединяют полученные одну над другой квартиры лестницей. Недостатком конструктивного решения является недостаточно эффективное использование прочностных свойств материалов наружных и внутренних стен надстраиваемых этажей, а также перекрытий надстройки. Это следует из того, что несущими элементами надстраиваемых этажей служат фермы, т. е. линейные несущие элементы, для которых перекрытия и внутренние стены являются нагрузкой. Недостатком способа реконструкции является недоиспользование несущей способности существующего здания при восприятии монтажных нагрузок.

2. Способ реконструкции здания (патент РФ N 2036291), включающий возведение вблизи стен здания несущих вертикальных опор и сооружение на них надстраиваемых этажей, отличающийся тем, что по периметру здания применяют буронабивные сваи с ростверком, на котором устанавливают несущие вертикальные опоры с одновременным устройством в уровнях перекрытий существующего здания дополнительных перекрытий и возведением наружных стен обстройки, с удалением затем кровельного покрытия существующего здания и с устройством сплошной предохранительной плиты, опирающейся на стены существующего здания. После этого на оголовки несущих опор монтируют несущие фермы, на которых производят надстройку вышележащих этажей. Недостатком этого способа является применение ферм, вследствие чего практически не используется несущая способность наружных и внутренних стен и перекрытий надстраиваемых этажей, которые в этой конструктивной системе являются нагрузками на фермы.

3. Способ реконструкции зданий и сооружений (патент РФ N 2092668), включающий возведение по периметру существующего здания дополнительной несущей конструкции, на которую передаются нагрузки от перекрытий вновь возводимых этажей в виде сплошного жесткого диска в надстраиваемой части. Эти перекрытия выполняют с использованием поперечных балок в виде сплошного жесткого диска, например, из монолитного бетона. Недостатком этого решения является балочная схема несущих конструкций надстраиваемых этажей здания, в которой не используется несущая способность наружных и внутренних стен вновь возводимых этажей здания.

4. Способ надстройки здания при реконструкции (патент РФ N 2116417), включающий устройство несущего каркаса на высоту существующего здания с опиранием его на буронабивные сваи с ленточным ростверком и последующую надвижку на несущий каркас укрупненных блок-секций надстройки в виде объемных структурных элементов. Недостатком этого способа является применение отдельных блок-секций и необходимость их последующего объединения в неизменяемую структуру, что требует применения большого количества соединительных деталей как в уровнях перекрытий, так и в продольных и поперечных стенах блок-секций, что существенно увеличивает материалоемкость и трудоемкость реконструкции. Кроме этого, для предварительной сборки блок-секций требуется дополнительная площадь в торцах зданий.

5. Жилой дом вторичной застройки (патент РФ N 2112850), включающий старую часть дома, а также верхнюю надстроенную часть с наружными и внутренними поперечными и продольными балками-стенками из монолитного железобетона. Над пристраиваемой и старой частями дома размещается общее монолитное перекрытие, на всей площади которого или его части монтируется верхняя надстроенная часть дома. При этом, поперечные и продольные несущие стены нижних этажей надстройки выполняются усиленными в виде балок-стенок, а перекрытие над старой частью является обычным (прототип). Недостатками конструктивных и технологических решений по этому патенту являются:
- несущие наружные и внутренние балки-стенки не объединены в пространственную систему и работают как линейные элементы, на которые передаются нагрузки от междуэтажных перекрытий, при этом перекрытие над старой частью является обычным и, следовательно, не участвует в пространственной работе надстраиваемой части здания;
- надстраиваемая часть здания решена в обычных конструкциях, и при производстве работ недостаточно учитывается несущая способность существующего дома, что усложняет производство работ при его реконструкции;
- линейные балки-стенки, не объединенные перекрытиями в неизменяемую пространственную систему, не допускают устройства в них разрывов и(или) смещения их отдельных участков с осей здания, что существенно сужает планировочные возможности конструктивного решения;
- устройство с двух сторон дома эркеров и/или лоджий, в том числе между пилонами со стороны старой части дома, не исключает необходимости дополнительного утепления стен существующего дома в связи с повышением требований к теплозащите.

Целью изобретения является устранение отмеченных недостатков, что достигается следующими конструктивными и технологическими решениями:
- наружные и внутренние балки-стенки надстроечной части здания совместно со смежными междуэтажными перекрытиями объединяют в геометрически неизменяемую пространственную систему, при этом внутренние поперечные и продольные балки-стенки в плане могут иметь разрывы, соизмеримые с высотой этажа, а также смещения отдельных их участков с продольных и поперечных осей дома. Объединение несущих элементов в пространственную систему позволяет более полно использовать прочностные свойства материалов балок-стенок и перекрытий, что в сравнении с применением линейных и плоскостных элементов (прототип) дает экономию материалов до 20%. Пространственная схема конструкции позволяет выполнять балки-стенки с разрывами, а также смещать отдельные их участки с продольных и поперечных осей дома, что существенно увеличивает архитектурно-планировочные возможности конструктивного решения. При этом, в разрывах балок-стенок и в пролетах возможна установка колонн (пилонов), объединяющих смежные перекрытия, что позволяет получить разрывы большей величины и соответственно дополнительно увеличить вариантность планировочных решений;
- наличие внешних несущих пилонов, располагаемых по периметру наружных стен, позволяет устраивать, при необходимости, витражи, полностью, либо частично, защищающие наружные стены существующего дома и увеличивающие их теплозащиту;
- с учетом того, что в процессе производства работ по надстройке этажей здания отсутствуют снеговые нагрузки, а также значительная часть временных нагрузок в старой части здания, имеется возможность использования ее несущих конструкций для передачи на них монтажных нагрузок при возведении первого надстраиваемого этажа. Это достигается тем, что вес перекрытия и балок-стенок передают через временные опоры на стены и чердачное перекрытие старой части дома. Затем, при возведении последующих этажей, монтажные нагрузки передают на надстроечные внешние несущие пилоны, предварительно демонтировав временные опоры на стенах и чердачном перекрытии старой части дома. Это упрощает технологию строительства и уменьшает его стоимость;
- возможным вариантом конструктивного решения, упрощающим технологию монтажных работ, может стать применение в балках-стенках и перекрытии первого надстраиваемого этажа жесткой арматуры, воспринимающей монтажные нагрузки с передачей их на надстроечные опоры.

На фиг. 1 показан план покрытия существующего дома, надстроечные пилоны и временные опоры для монтажа первого этажа надстройки. На фиг. 2 показан план этажа надстройки с размещением балок-стенок. На фиг. 3 дан фрагмент разреза по 1-1 на фиг. 1.

Жилой дом вторичной застройки содержит старую часть дома с наружными и внутренними несущими стенами 1 и перекрытиями 2 (фиг. 1, 3). Надстраиваемая часть дома включает надстроечные внешние несущие пилоны 3, перекрытия 4, наружные и внутренние балки-стенки 5, имеющие в плане разрывы 6 (фиг. 2, 3). На фиг. 2 пунктирной линией 7 показаны габариты наружных стен старой части дома. На фиг. 1 и 3 показаны временные опоры 8, которые передают монтажные нагрузки от первого надстраиваемого этажа на внутренние стены и чердачное перекрытие старой части дома. Конструкции надстраиваемой части отделены от старой части дома осадочными швами 9 (фиг. 1, 3). Наружные стены существующего дома для повышения их теплозащиты могут быть защищены витражом 10. В местах разрывов балок-стенок и в пролетах могут быть установлены колонны (пилоны) 1. Надстроечные внешние пилоны 3 передают вертикальные и горизонтальные (ветровые, сейсмические) нагрузки на самостоятельные фундаменты в виде, например, буроинъекционных свай с раствором, отделенным швом от существующих фундаментов старой части дома (на фигурах не показаны).

Несущие конструкции надстраиваемой части дома опираются на пилоны 3 и состоят из перекрытий 4, объединенных с балками-стенками 5 в геометрически неизменяемую пространственную систему. При действии расчетных нагрузок в перекрытиях возникают осевые усилия сжатия-растяжения в зависимости от их положения относительно нейтральной поверхности изгиба и материал перекрытий работает в двух направлениях в их плоскости. Это обеспечивает более полное использование прочностных свойств материала в сравнении с прототипом. Балки-стенки и перекрытия могут быть выполнены из монолитного железобетона. Пространственная схема надстраиваемой части здания допускает устройство в балках-стенках разрывов 6, длина t которых может составлять 1...1,5 H, где H - высота этажа. В балках-стенках возможны смещения с продольных и поперечных осей здания (фиг. 2), величина которых e также соизмерима с высотой этажа.

Наружные несущие надстроечные пилоны могут быть использованы для устройства витража 10, защищающего наружные стены существующего дома, что исключает необходимость их дополнительного утепления (на фиг. 1 показан условно).

Способ реконструкции зданий заключается в следующем. После возведения надстроечных пилонов 3, крыша старого дома демонтируется, и на чердачное перекрытие и внутренние стены устанавливаются временные опоры 8, на которые передают монтажные нагрузки при возведении конструкций первого надстраиваемого этажа. Возведение последующих этажей производят с передачей нагрузок на надстроечные пилоны, предварительно демонтировав временные опоры 8. Вариант реконструкции зданий заключается в применении в балках-стенках и перекрытии первого надстраиваемого этажа жесткой арматуры, которой воспринимают монтажные нагрузки с передачей их на надстроечные опоры, не загружая конструкций существующего дома.

Таким образом, поставленная цель достигается: обеспечивается более полное использование прочностных свойств материалов основных несущих элементов здания и одновременно расширяются архитектурно-планировочные возможности конструктивного решения. Способ реконструкции позволяет использовать несущую способность существующего дома при производстве монтажных работ, что сокращает материальные и трудовые затраты.

Изобретение может быть использовано при реконструкции жилых и общественных зданий с надстройкой дополнительных этажей. Технический результат изобретения заключается в обеспечении более полного использования прочностных свойств материалов основных несущих элементов здания и расширении архитектурно-планировочных возможностей конструктивного решения. Конструкция дома включает старую часть, содержащую два и более этажей, наружные и внутренние стены, перекрытия, фундаменты, покрытие и крышу, надстроенные внешние несущие пилоны на самостоятельном фундаменте и отделенные от старой части дома осадочными швами, а также верхние надстроенные этажи с наружными и внутренними балками-стенками и перекрытиями, при этом наружные и внутренние балки-стенки надстроенных этажей объединены смежными междуэтажными перекрытиями в геометрически неизменяемую пространственную систему, внутренние поперечные и продольные балки-стенки в плане могут иметь разрывы, соизмеримые с высотой этажа, а также смещения отдельных их участков с продольных и поперечных осей дома. Варианты конструктивных решений предусматривают установку в разрывах балок-стенок и в пролетах пилонов, а также устройство витражей вдоль стен существующего дома. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Конструкция жилого дома вторичной застройки, включающего старую часть, содержащую два и более этажей, наружные и внутренние стены, перекрытия, фундаменты, покрытие и крышу, надстроечные внешние несущие пилоны на самостоятельном фундаменте, а также верхние надстроенные этажи с наружными и внутренними балками-стенками и перекрытиями, отличающаяся тем, что пилоны отделены от старой части дома осадочным швом, наружные и внутренние балки-стенки надстроечных этажей объединены смежными междуэтажными перекрытиями в геометрически неизменяемую пространственную систему, при этом внутренние поперечные и продольные балки-стенки в плане могут иметь разрывы, а также смещения отдельных их участков с продольных и поперечных осей дома, соизмеримые с высотой этажа. 2. Конструкция жилого дома по п.1, отличающаяся тем, что в некоторых разрывах балок-стенок и в пролетах устанавливают пилоны, объединяющие смежные перекрытия. 3. Конструкция жилого дома по п.1, отличающаяся тем, что наружные стены существующего дома полностью либо частично защищены витражом.