Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ НАДСТРОЙКИ ЗДАНИЙ

Изобретение относится к области строительства, а именно к способу реконструкции существующих зданий и надстройки дополнительных этажей как в условиях остановки эксплуатации существующего здания, так и без отселения жильцов реконструируемого дома.

Из достигнутого уровня техники известен способ реконструкции зданий, включающий возведение вблизи стен базового реконструируемого здания несущих вертикальных опор и сооружение на них надстройки, при этом по периметру базового здания вне зоны сжимаемой толщи грунта основания фундамента базового здания выполняют буронабивные сваи, поверх которых устраивают ленточный монолитный железобетонный ростверк, на котором возводят несущие вертикальные опоры из монолитного железобетона с одновременным устройством в уровнях перекрытий базового здания дополнительных перекрытий, имеющих консольные выступы в сторону базового здания и возведением наружных стен обстройки.

После возведения вертикальных опор до уровня кровельного покрытия базового здания покрытие разбирают, а на его месте устраивают сплошную монолитную железобетонную предохранительную плиту, опирающуюся на стены базового здания. Далее на оголовках несущих вертикальных опор монтируют несущие фермы, на которых возводят надстройку (патент RU-C1-N2036291, 1995 г.).

Основной недостаток этого способа заключается в том, что его не рационально использовать при возведении надстройки с достаточно большим количеством этажей (например 3 и более надстраиваемых этажей), так как вся нагрузка от надстройки передается на несущие фермы, при этом несущая способность конструкций надстраиваемых этажей практически не используется.

Известен также способ надстройки зданий, взятый в качестве прототипа и включающий возведение несущих вертикальных опор с высотой не меньше высоты базового здания с кровлей, устройство междуэтажных перекрытий и стен надстройки, а также монтаж крыши, при этом несущие вертикальные опоры возводят с внешней стороны базового здания вдоль его продольных наружных стен.

После возведения несущих вертикальных опор на их оголовках возводят стальной многоярусный каркас, число ярусов которого равно числу этажей надстройки, каркас возводят поярусно с обеспечением жесткого соединения контактирующих между собой элементов соседних ярусов, при этом каждый ярус каркаса выполняют из внешних и внутренних ферм-стенок с параллельными верхним и нижним поясами, расстояние между которыми равно высоте соответствующего этому ярусу этажа надстройки, а внешние фермы-стенки размещают по осям наружных стен надстройки, внутренние фермы-стенки размещают, по крайней мере, по осям внутренних несущих поперечных стен надстройки и по центральной оси здания и жестко соединены между собой. Все упомянутые выше фермы-стенки монтируют на соответствующем каждому ярусу монтажном уровне из облегченных сборочных единиц-модулей, которые жестко соединяют между собой с образованием проемов, в соответствующих проекту местах расположения окон и дверей.

После возведения каркаса надстройки на проектную высоту каждого яруса осуществляют устройство междуэтажных перекрытий на уровне нижнего пояса ферм-стенок смонтированного очередного яруса каркаса, все междуэтажные перекрытия выполняют сборно-монолитными и взаимодействующими, предпочтительно опирающимися, с металлическими несущими элементами, которые закреплены, например, жестко на нижнем поясе ферм-стенок, соответствующих каждому междуэтажному перекрытию, или выполнены за одно целое с нижними поясами этих ферм-стенок, при этом каждое междуэтажное перекрытие образуют в одно целое при его устройстве с одновременным замоноличиванием его по всему контуру с окаймляющими его нижними поясами соответствующих ему ферм-стенок (патент RU-C1-N2442868, 2010 г.).

Использование прототипа позволяет осуществлять надстройку с достаточно большим количеством этажей, но при этом следует отметить слишком большую металлоемкость и трудоемкость несущих поэтажных конструкций надстройки.

Изобретение направлено на решение технической задачи по созданию способа надстройки зданий, обеспечивающего как снижение металлоемкости, так и снижение трудоемкости при возведении несущих конструкций надстройки, кроме этого предлагаемый способ надстройки позволяет упростить производство строительных работ при осуществлении реконструкции с надстройкой зданий.

Для достижения поставленной задачи при осуществлении реконструкции зданий с необходимостью надстройки этажей предлагается способ надстройки зданий, включающий устройство дополнительного фундамента снаружи базового здания с опиранием на слой грунта ниже глубины сжимаемой толщи от фундамента базового здания, возведение вертикальных несущих конструкций с внешней стороны наружных стен базового здания, устройство несущих металлических ферм высотой на этаж с параллельными поясами и с портальной системой раскосов, выполнение междуэтажных перекрытий надстраиваемых этажей, при этом несущий остов надстройки здания возводят в виде одного или нескольких двухэтажных несущих ярусов, последовательно располагаемых друг над другом по высоте надстройки, на верхнем этаже несущего двухэтажного яруса устанавливают несущие металлические фермы, а на нижнем этаже двухэтажного несущего яруса монтируют вертикальные связи в плоскости несущих металлических ферм в виде жестких стержневых систем, высотой на этаж, и далее после монтажа металлических ферм и вертикальных связей соответствующего двухэтажного несущего яруса устраивают междуэтажные перекрытия в виде жестких горизонтальных дисков по нижнему и верхнему поясам несущих металлических ферм.

При этом в патентуемом способе надстройки реконструируемого здания до 5-ти надстраиваемых этажей вертикальные несущие конструкции, возводимые с внешней стороны наружных стен базового здания целесообразно выполнять в виде кирпичных стеновых конструкций на всю высоту надстройки.

При достаточной индустриальной базе панельного домостроения, в данном патентуемом способе надстройке зданий, вертикальные несущие конструкции возводимые с внешней стороны наружных стен базового здания, предпочтительно выполнять из сборных поэтажных стеновых панелей на всю высоту надстройки.

Кроме того, при надстройке реконструируемого здания более 5-ти надстраиваемых этажей, вертикальные несущие конструкции, возводимые с внешней стороны наружных стен базового здания, рационально выполнять в виде отдельно стоящих опор на всю высоту надстройки.

Преимущество патентуемого способа надстройки зданий по сравнению с прототипом заключается в том, что уменьшается как минимум вдвое количество несущих металлических ферм надстройки, как наиболее металлоемкой и трудоемкой конструкции при осуществлении надстройки здания, при этом обеспечивается необходимая несущая способность и пространственная жесткость реконструируемого здания, а также сохраняется возможность выполнения работ по реконструкции и надстройке здания без отселения жильцов при выполнении сборки всех надстраиваемых конструкций из облегченных модульных сегментов на месте.

Кроме того, при выполнении вертикальных несущих конструкций с внешней стороны наружных стен реконструируемого и надстраиваемого здания в виде кирпичных стен либо поэтажных сборных стеновых панелей достигается совмещение функций наружного ограждения обстроенно-пристроенных объемов реконструируемого здания с обеспечением опоры для несущих конструкций надстройки, а также пространственной жесткости надстраиваемого здания.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где показано:

на фиг.1 - пример схемы расположения дополнительных вертикальных несущих конструкций, возводимых с внешней стороны наружных стен реконструируемого и надстраиваемого здания, выполненных в виде кирпичных стен на всю высоту надстройки;

на фиг.2 - пример схемы расположения дополнительных вертикальных несущих конструкций, возводимых с внешней стороны наружных стен реконструируемого и надстраиваемого здания, выполненных из поэтажных сборных стеновых панелей на всю высоту надстройки;

на фиг.3 - пример схемы расположения дополнительных вертикальных несущих конструкций, возводимых с внешней стороны наружных стен реконструируемого и надстраиваемого здания, выполненных в виде отдельно стоящих опор на всю высоту надстройки;

на фиг.4 - разрез A1-A1 для надстройки 3-х этажей с дополнительными вертикальными несущими конструкциями, возводимыми с внешней стороны наружных стен реконструируемого и надстраиваемого здания, выполненными в виде кирпичных стен (вариант с мансардным этажом);

на фиг.5 - разрез A1-A1 для надстройки 4-х этажей с дополнительными вертикальными несущими конструкциями, возводимыми с внешней стороны наружных стен реконструируемого и надстраиваемого здания, выполненных в виде кирпичных стен;

на фиг.6 - разрез A1-A1 для надстройки 5-ти и более этажей с дополнительными вертикальными несущими конструкциями, возводимыми с внешней стороны наружных стен реконструируемого и надстраиваемого здания, выполненными в виде кирпичных стен;

на фиг.7 - разрез A2-A2 для надстройки 3-х этажей с дополнительными вертикальными несущими конструкциями, возводимыми с внешней стороны наружных стен реконструируемого и надстраиваемого здания, выполненными из поэтажных сборных стеновых панелей (вариант с мансардным этажом);

на фиг.8 - разрез A2-A2 для надстройки 4-х этажей с дополнительными вертикальными несущими конструкциями, возводимыми с внешней стороны наружных стен реконструируемого и надстраиваемого здания, выполненных из поэтажных сборных стеновых панелей;

на фиг.9 - разрез A2-A2 для надстройки 5-ти и более этажей с дополнительными вертикальными несущими конструкциями, возводимыми с внешней стороны наружных стен реконструируемого и надстраиваемого здания, выполненными из поэтажных сборных стеновых панелей;

на фиг.10 - разрез A3-A3 для надстройки 3-х этажей с дополнительными вертикальными несущими конструкциями, возводимыми с внешней стороны наружных стен реконструируемого и надстраиваемого здания, выполненными в виде отдельно стоящих опор (вариант с мансардным этажом);

на фиг.11 - разрез A3-A3 для надстройки 4-х этажей с дополнительными вертикальными несущими конструкциями, возводимыми с внешней стороны наружных стен реконструируемого и надстраиваемого здания, выполненных в виде отдельно стоящих опор на всю высоту надстройки;

на фиг.12 - разрез A3-A3 для надстройки 5-ти и более этажей с дополнительными вертикальными несущими конструкциями, возводимыми с внешней стороны наружных стен реконструируемого и надстраиваемого здания, выполненных в виде отдельно стоящих опор на всю высоту надстройки;

на фиг.13 - пример схемы расположения несущих металлических ферм двухэтажного несущего яруса надстройки с вертикальными несущими конструкциями в виде кирпичных стен;

на фиг.14 - пример схемы расположения несущих металлических ферм двухэтажного несущего яруса надстройки с вертикальными несущими конструкциями из поэтажных сборных стеновых панелей;

на фиг.15 - пример схемы расположения несущих металлических ферм двухэтажного несущего яруса надстройки с вертикальными несущими конструкциями в виде отдельно стоящих опор;

на фиг.16 - пример схемы расположения вертикальных связей двухэтажного несущего яруса надстройки с вертикальными несущими конструкциями в виде кирпичных стен;

на фиг.17 - пример схемы расположения вертикальных связей двухэтажного несущего яруса надстройки с вертикальными несущими конструкциями из поэтажных сборных стеновых панелей;

на фиг.18 - пример схемы расположения вертикальных связей двухэтажного несущего яруса надстройки с вертикальными несущими конструкциями в виде отдельно стоящих опор;

на фиг.19 - пример плана кровли надстройки для реконструируемых зданий с устройством чердачного помещения и с устройством внутреннего водостока.

Для осуществления комплексной реконструкции, в первую очередь для морально устаревшей малоэтажной застройки старого жилого фонда, с осуществлением разновысокой надстройки базовых реконструируемых зданий предлагается следующая последовательность операций:

1. Вдоль наружных стен снаружи базового здания 1 выполняют фундамент, например, из буронабивных свай 2 с опиранием на слой грунта ниже сжимаемой толщи грунта от фундамента 3 базового здания 1.

Буронабивные сваи 2 могут служить в качестве подпорной стенки для размещения подземных помещений 4 внутриквартальной застройки, например для размещения подземной парковки автотранспорта.

2. По монолитному ростверку 5 осуществляют возведение вертикальных несущих конструкций в виде кирпичных стен 6 либо поэтажных стеновых панелей 7, либо отдельных опор 8, при этом вертикальные несущие конструкции 6, 7, 8 соединяют горизонтальными связями 9 с базовым зданием 1 в уровне поэтажных перекрытий.

При этом для варианта с устройством вертикальных несущих конструкций в виде отдельно стоящих опор 8 обстройку-пристройку базового здания 1 для изменения планировки возможно выполнять различными традиционными конструкциями, например в виде каркасных систем, из объемных блоков, с кирпичными стенами, навесными поэтажными системами и др.

При устройстве вертикальных несущих конструкций в виде кирпичных стен 6 является целесообразным выполнять поэтажные железобетонные разгружающие пояса 10.

3. По возведенным вертикальным конструкциям 6, 7, 8 осуществляют монтаж несущего остова надстройки здания, который состоит из одного или нескольких двухэтажных несущих ярусов, последовательно располагаемых друг над другом по высоте надстройки. На верхних этажах двухэтажных несущих ярусов устанавливают несущие металлические фермы 11 высотой на этаж с параллельными поясами с портальной системой раскосов для возможности устройства дверных либо оконных проемов 12, а на нижних этажах двухэтажных несущих ярусов выполняют вертикальные связи в плоскости несущих металлических ферм 11.

Вертикальные связи выполняют в виде жестких стержневых систем, например в виде раскосов 13, соединяющих нижний узел несущей металлической фермы 11 с опорным поэтажным узлом вертикальной несущей конструкции 6, 7, 8, либо в виде крестовой вертикальной связи 14, соединяющей узлы нижнего и верхнего поясов несущих ферм 11.

Для организации работ по реконструкции и надстройки здания без остановки эксплуатации (без отселения жильцов) возможно выполнять сборку несущих металлических ферм 11 и вертикальных связей 13, 14 из облегченных модульных сегментов на месте.

4. После монтажа несущих металлических ферм 11 и вертикальных связей 13, 14 соответствующего двухэтажного несущего яруса осуществляют устройство междуэтажных перекрытий 15 в виде жестких горизонтальных дисков по нижнему и по верхнему поясам несущих металлических ферм 11.

Предпочтительным является выполнение междуэтажных перекрытий из монолитного железобетона.

5. В качестве верхнего этажа надстраиваемого здания может быть выполнен мансардный этаж 16 либо чердачное помещение 17 с устройством кровли с внутренним водостоком при помощи водосборных лотков 18.

В сравнении патентуемого способа надстройки здания с прототипом следует отметить снижение количества металлоконструкций надстройки, что обеспечивает снижение стоимости строительства и ускорение темпов строительства, при этом выполнение дополнительных вертикальных несущих конструкций в виде кирпичных стен либо из сборных поэтажных панелей заводского изготовления позволяют организовать работы по реконструкции морально устаревшей малоэтажной застройки старого жилого фонда традиционными методами строительства, что существенно упрощает осуществление данного вида работ.