Реконструированное многоэтажное здание

Реконструированное многоэтажное здание

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к строительству и реконструкции жилых и общественных зданий, как массовой застройки, так и имеющих архитектурно-историческую значимость.

Известно реконструированное здание, представленное в известном способе возведения, восстановления или реконструкции зданий, сооружений [1]. В известном здании применены общие фундаменты для старых и новых частей здания, каркас или его части, включая сборные колонны, плиты, ригели с выступами, старые или реконструированные стены.

Известное здание технологично и может быть возведено с большим темпом, поскольку работы поддаются механизации.

Вместе с тем в известном реконструированном здании сохранено малое количество старых конструкций, оно имеет высокую материалоемкость и поэтому стоимость его достаточно велика.

Известно реконструированное жилое здание, содержащее обстройку с опорами на независимом фундаменте, старые фундаменты и наружные стены, а также новые формы с надстройкой [2].

Известное решение предназначено для малоэтажных зданий, и его применение для многоэтажных зданий снижает их надежность из-за выполнения пристраиваемых объемов на независимых фундаментах. Вследствие этого неодинаковые осадки старых и новых частей могут приводить к повреждениям стыков сопряжений этих частей.

Наиболее близким к предлагаемому является реконструированное многоэтажное здание - жилой дом вторичной застройки [3]. Известное решение включает нижнюю пристроечную часть и верхнюю надстроечную часть, расположенные вдоль и над реконструируемым зданием. Над старой и пристраиваемой частями дома монтируется общее монолитное перекрытие, а вдоль старой части с обратной стороны от пристраиваемой монтируются пилоны на ее высоту, и между ними могут располагаться эркеры и/или лоджии. Известное решение позволяет получить вторичную застройку более уплотненную, что повышает эффективность использования ранее застроенных средних частей городов.

Вместе с тем, известное решение имеет недостатки, существенно снижающие его эффективность. В частности, при его реализации реконструированное здание получается ширококорпусным и при прежней недостаточной высоте этажей возникают проблемы освещенности и инсоляции здания. Кроме того, дополнительное затенение помещений создают и пристраиваемые пилоны с лоджиями. Вместе это делает затрудненным применение предложенного решения на практике из-за невозможности в ряде случаев обеспечить требования норм. Кроме того, известное реконструированное здание излишне материалоемко из-за большого объема применения несущих стеновых конструкций и пилонов.

Предлагаемое изобретение решает задачу снижения удельной материалоемкости реконструированного здания, максимального сохранения старых конструкций и ранее созданного архитектурного облика здания при повышении его потребительских качеств до современных.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в реконструированном многоэтажном здании, содержащем старые конструкции, включающие ленточные фундаменты, лестнично-лифтовые узлы со стеновыми ограждениями и наружные стены реконструируемого здания с нишами по их внутренней поверхности в местах опирания прогонов демонтированных перекрытий, и новые конструкции, включающие несущую систему здания с перекрытиями, надстройку верха здания и наружное утепление, сопряженные со старыми конструкциями, несущая система реконструированного здания выполнена в виде неполного каркаса с колоннами, опертыми в середине здания посредством монолитных железобетонных подколенников на существующие ленточные фундаменты, и плоскими перекрытиями, опертыми в середине здания на колонны, а по краям - на наружные стены посредством монолитных бетонных шпонок, образованных заодно с перекрытиями при их устройстве и размещенных в нишах для опирания демонтированных перекрытий, и/или посредством консолей перекрытий, выпущенных за наружные стены через сквозные проемы в них для размещения на них балконов или других дополнительных объемов здания. Надстройка верха здания снабжена наружными стенами, выполненными в плоскостях существующих стен, перекрытиями и покрытиями, опертыми на наружные стены по контуру и на колонны в середине здания. Все здание на каждом этаже снабжено перегородками, прикрепленными к перекрытиям и стенам, с возможностью установки и переноса их в любом месте перекрытия на любой стадии реконструкции и/или эксплуатации.

При этом в реконструированном многоэтажном здании неполный каркас с плоскими перекрытиями может быть выполнен из сборно-монолитного железобетона, а каждое перекрытие неполного каркаса образовано сборными многопустотными плитами с открытыми по концам пустотами и объединенными по бокам межплитными швами в группы, каждая группа плит в плоскости перекрытия размещена в замкнутой монолитной железобетонной раме, образованной соединенными по углам рам несущими и связевыми ригелями, скрытыми в плоскости перекрытия. Многопустотные плиты по концам оперты на несущие ригели посредством бетонных шпонок, выполненных заодно с ними и размещенных в открытых пустотах многопустотных плит, а все перекрытие по контуру снабжено пристенными монолитными железобетонными ригелями, которые выполнены по наружным граням с бетонными шпонками на всю толщину перекрытия и размещены в нишах стен.

Кроме того, в реконструированном многоэтажном здании консоли перекрытий за наружные стены выполнены в их сквозных проемах на продолжении монолитных несущих или связевых ригелей и на них вдоль наружной стены посредством монолитных бетонных шпонок оперты многопустотные плиты.

Кроме того, в реконструированном многоэтажном здании монолитный железобетонный подколенник для опирания колонн на существующий ленточный фундамент может быть выполнен в виде охватывающей его поперек сверху и по бокам монолитной железобетонной подушки с толщиной, увеличивающейся от колонны к краям ленточного фундамента и опирающейся в средней части на уступы этого фундамента, а крайними частями за его пределами на укрепленное основание примыкающего грунта.

Кроме того, в реконструированном многоэтажном здании неполный каркас может быть выполнен из монолитного железобетона с плоскими перекрытиями в виде единой плиты внутри здания, а консоли перекрытий могут быть выпущены через проемы в наружных стенах в виде отдельных стержней, выполненных заодно с плитой перекрытия внутри здания и объединенных снаружи плоской плитой.

Кроме того, в реконструированном многоэтажном здании надстройка верха здания может быть выполнена из однослойных наружных стен в виде кладки из ячеистобетонных камней, на наружной поверхности старых наружных стен выполнено наружное утепление с общим декоративно-отделочным покрытием по всему зданию, а верхний этаж выполнен мансардным.

Сопоставление предлагаемого технического решения с прототипом позволяет заключить, что от известного оно отличается следующими признаками: (1) несущая система реконструированного здания выполнена в виде неполного каркаса с (2) колоннами, опертыми в середине здания посредством монолитных железобетонных подколенников на существующие ленточные фундаменты, и (3) плоскими перекрытиями, опертыми в середине здания на колонны, а по краям на наружные стены посредством (4) монолитных бетонных шпонок, образованных заодно с перекрытиями при их устройстве и размещенных в нишах опирания демонтированных перекрытий, и/или (5) посредством консолей перекрытий, выпущенных за наружные стены через сквозные проемы в них для размещения балконов или других дополнительных объемов здания. (6) Надстройка верха здания снабжена наружными стенами, выполненными в плоскостях существующих стен, перекрытиями и покрытиями, опертыми на наружные стены по контуру и на колонны в середине здания. (7) Все здание на каждом этаже снабжено перегородками, прикрепленными к перекрытиям и стенам с возможностью установки и переноса их в любом месте перекрытия на любой стадии реконструкции или эксплуатации здания. При этом (8) неполный каркас с плоскими перекрытиями может быть выполнен из сборно-монолитного железобетона, а (9) каждое перекрытие неполного каркаса образовано сборными многопустотными плитами с открытыми по торцам пустотами и объединенными по бокам межплитными швами в группы, (10) каждая группа плит в плоскости перекрытия размещена в замкнутой монолитной железобетонной раме, образованной соединенными по углам рам несущими и связевыми ригелями, скрытыми в плоскости перекрытия, (11) многопустотные плиты по концам оперты на несущие ригеля посредством бетонных шпонок, выполненных заодно с ними и размещенными в открытых пустотах многопустотных плит, а (12) все перекрытие по контуру снабжено пристенными монолитными железобетонными ригелями, которые (13) выполнены по наружным граням с бетонными шпонками на всю толщину перекрытия и размещены в нишах стен. Кроме того, (14) консоли перекрытий за наружные стены выполнены в их сквозных проемах на продолжении монолитных несущих или связевых ригелей и (15) на них вдоль наружной стены посредством монолитных бетонных шпонок оперты многопустотные плиты. Кроме того, (16) монолитный железобетонный подколонник для опирания колонн на ленточный фундамент выполнен в виде охватывающей его поперек сверху и по бокам монолитной железобетонной подушки с (17) толщиной, увеличивающейся от колонны к краям ленточного фундамента и опирающейся в средней части на уступы этого фундамента, а крайними частями за его пределами на укрепленное основание примыкающего грунта. Кроме того, (18) неполный каркас может быть выполнен из монолитного железобетона с плоскими перекрытиями в виде единой плиты внутри здания, а (19) консоли могут быть выпущены через проемы в наружных стенах в виде отдельных стержней, выполненных заодно с плитой перекрытия внутри здания и объединенных снаружи плоской плитой. Кроме того, (20) надстройка верха здания может быть выполнена из однослойных наружных стен в виде кладки из ячеистобетонных камней, (21) на наружной поверхности старых наружных стен выполнено наружное утепление с общим декоративно-отделочных покрытием по всему зданию, а верхний этаж выполнен мансардным.

Все перечисленные признаки, как будет показано ниже, позволяют получить универсальное техническое решение реконструированного здания, как жилого, так и общественного назначения с полным выполнением поставленной задачи снижения материалопотребления на возведение, максимального использования старых конструкций, сохраняя архитектурный облик здания при повышении его потребительских качеств до современных.

Все перечисленные признаки предлагаемого технического решения в приведенной сумме неизвестны, а достигаемые технические результаты превосходят известные, позволяют решить поставленную задачу и создают сверхсуммарный результат вследствие взаимного усиления действия друг на друга каждого приведенного выше признака.

Сущность предлагаемого решения поясняется на примере его выполнения чертежами. На фиг.1 представлен план перекрытия исходного реконструируемого здания, на фиг.2 - план перекрытия реконструированного здания; на фиг.3 - поперечный разрез реконструируемого исходного здания по А-А на фиг.1; на фиг.4 - поперечный разрез по Б-Б реконструированного здания на фиг.2; на фиг.5 - узел А реконструированного здания на фиг.2; на фиг.6 - то же, разрез В-В на фиг.5; на фиг.7 - то же, разрез Г-Г на фиг.5; на фиг.8 - узел Б реконструированного здания на фиг.2; на фиг.9 - то же, разрез Д-Д на фиг.8; на фиг.10 - то же, разрез Е-Е на фиг.8; на фиг.11 - узел В реконструированного здания на фиг 4; на фиг.12 - то же, разрез Ж-Ж на фиг.11.

Реконструированное здание (фиг.2...12) содержит реконструируемое здание (фиг.1, 3) с используемыми в реконструированном здании наружными стенами 1, лестничными узлами 2, стеновыми ограждениями 3 этих узлов 2, фундаментами 4, подвалом 5 с перекрытием 6 над ним. Если перекрытие 6 выполнено капитальным, оно может быть сохранено со всей структурой подвала 5 и в реконструированном здании.

Многоэтажное перекрытие 7, внутренние продольные 8 и поперечные 9 несущие стены, как и чердачное покрытие (на чертежах не обозначено) реконструируемого здания, демонтированы. Демонтированные перекрытия 7 в реконструируемом здании были оперты на внутренние стены 8 и 9, а также на наружные стены 1 в нишах 10.

В реконструированном здании несущая система представляет собой неполный каркас с вертикальными колоннами 11 в середине здания, опертыми на ленточный фундамент 4 посредством подколенника 12. Подколонник 12 выполнен в виде монолитной железобетонной подушки, охватывающей сверху и по бокам ленточный фундамент 4 и опирающейся сверху на этот фундамент 4. Края подушки 12, кроме того, оперты развитыми в плане по ее краям консолями 13 на укрепленный грунт 14 основания. Пазухи 15 вокруг подушки подколенника 12 заполнены крупнообломочными материалами, смешанными с грунтом, с послойным их уплотнением.

Перекрытия 16 неполного каркаса в середине здания, в свою очередь, оперты на колонны 11, а по контуру на наружные стены 1 посредством бетонных шпонок 17, выполненных заодно с перекрытием 16 и размещенных в нишах 10 опирания демонтированных перекрытий 7. Шпонки 17 по высоте выполнены на толщину перекрытия 16. Перекрытия 16 могут также опираться на стены 1 посредством консолей 18, пропущенных через наружные стены 1 в сквозных проемах 19. На консолях 18 могут быть выполнены балконы, лоджии, эркеры и т.д.

Перекрытия 16 могут быть выполнены из сборно-монолитного железобетона и образованы многопустотными плитами 20, объединенными в группы посредством бетонных межплитных швов 21. Каждая группа плит 20 в плоскости перекрытия по контуру окаймлена монолитными железобетонными рамами, образованными жестко объединенными по углам монолитными несущими 22 и связевыми 23 ригелями. По контуру вдоль наружной стены перекрытие снабжено пристенными ригелями 24, включающими расположенные здесь ригели 22 или 23. На боковой наружной грани пристенных ригелей 24 заодно с ними выполнены бетонные шпонки 17, размещенные в нишах 10 наружных стен 1. Консоли 18 сборно-монолитного перекрытия выполнены на продолжении несущих 22 или связевых 23 ригелей. Многопустотные плиты 20 в перекрытии внутри здания оперты на несущие ригели 22 посредством бетонных шпонок 25, выполненных заодно с ригелями 22 и размещенных в открытых по торцам пустотах сборных плит. Опирание плит 20, расположенных снаружи здания вдоль наружной стены 1, на консоли 18 выполнено аналогично, образуя перекрытие балкона или эркера. Для устройства балконной консоли в зазоре между боковой гранью плиты 20 и наружной стеной размещают теплоизоляционную прокладку 26, а в стене 1 устраивают дверной проем (на чертеже не показано).

Неполный каркас реконструированного здания может быть выполнен из монолитного железобетона с перекрытиями 16 внутри здания в виде цельной плоской плиты. Консоли перекрытия за наружные стены 1 также могут быть возведены через сквозные проемы 19 в виде отдельных железобетонных стержней, как и консоли 18. Эти стержни выполнены заодно с плитой 16 внутри здания и объединены снаружи за стеной 1 плоской монолитной плитой (на чертеже не показано).

Над верхом реконструируемого здания, для развития его объемов и окупаемости затрат на реконструкцию, целесообразно выполнять надстройку этажей. Надстройка может быть выполнена с однослойными наружными стенами 27 в виде кладки из ячеистобетонных камней, опертыми на существующие наружные стены 1. В этом случае по наружной поверхности старых наружных стен 1 целесообразно выполнить наружное утепление 28 с общим декоративно-отделочным покрытием по всему зданию. Верхний этаж может быть выполнен в виде мансарды 29 из легких конструкций.

На плоских дисках перекрытий 16 в любом месте в соответствии с объемно-планировочными потребностями могут быть размещены закрепляемые к перекрытиям 16, наружным стенам 1 или ограждением 3 лестничных узлов перегородки (на чертеже не показано). Если в реконструированном здании отсутствует встроенный лифт, для повышения комфорта проживания к лестничным узлам 2 снаружи здания прикрепляют приставные пристенные лифты 30 с выходами на лестничные площадки узла 2.

Таким образом, в реконструированном здании его объем максимально расчищен от вертикальных несущих конструкций (продольные 8 и поперечные 9 стены). При плоских перекрытиях 16 без выступающих из них частей конструкции перегородки могут быть на каждом этаже расставлены и закреплены в любых местах, где они требуются объемно-планировочными решениями. Эти решения могут быть бесконечно разнообразными в соответствии с запросами потребителя. Объем здания может быть увеличен как надстройкой над ним, так и благодаря выносу консолей 18 пристройкой по сторонам в пределах технической целесообразности. Если на консолях 18 устраивают эркеры, существующую наружную стену 1 в пределах ширины эркера разбирают и по концам консольных плит 18 устраивают поэтажно опертую наружную стену из легких кладочных изделий (на чертежах не показано).

Реконструированное здание с надстройками и пристройками можно разместить на существующих фундаментах 4, используя монолитные железобетонные подушки 12 с консолями 13. Этому способствует и то обстоятельство, что перегородки и наружные стены 27 надстройки и мансарды выполняют из легких материалов и изделий (ячеистобетонная кладка, каркасно-обшивные конструкции из листовых изделий и т.п.), а продольные 8 и поперечные 9 стены из тяжелой кирпичной кладки демонтированы.

В целом предложенное техническое решение выполняет поставленную задачу снижения удельной материалоемкости реконструированного здания, поскольку максимально полно сохранены старые конструкции (стены, лестничные узлы и др.) и взамен старых тяжелых введены в состав здания новые эффективные конструктивные элементы, такие как неполный каркас, надстройки и пристройки и предложено рациональное сопряжение старых и новых конструкций. По сравнению с аналогами [1, 2] и прототипом [3] предложенное техническое решение в наиболее полной мере обеспечивает сохранение архитектурного облика здания и даже возможное его обогащение дополнительной пластикой фасадов, балконами и т.д. Особенно эффективно повышение потребительских качеств реконструированного здания по сравнению с известными [1, 2, 3 и др.], поскольку в отличие от них плоские диски перекрытий и отдельные редкие колонны 11 в объеме здания позволяют получить гибкие планировочные решения. Эти решения даже на каждом этаже могут быть различными и не повторяться в доме. Поэтому здание становится многофункциональным. Оно может быть как жилым, так и общественным различного назначения. Реконструированное здание может быть энергоэффективным и комфортным, поскольку в нем может быть успешно применено наружное утепление 28 и надстройка, а вертикальный транспорт может быть обеспечен лифтами 30. Это означает, что в реконструированном здании при сохранении его архитектурной выразительности потребительские качества повышены до современных.

Реконструкцию здания выполняют в следующей последовательности. Реконструируемое здание, эксплуатация которого остановлена, огораживают. В нем демонтируют кровлю, чердачные перекрытия, внутренние стены 8 и 9, междуэтажные перекрытия 7, очищают от строительного мусора ниши 10 в стенах 1. Положение наружных стен 1 во избежание потери их устойчивости от воздействия ветра фиксируют относительно стеновых ограждений 3 лестничных узлов 2, скрепляя через оконные проемы на верхних этажах временными плоскими деревянными фермами (на чертежах не показано). Стены подвалов 6 в местах размещения колонн 11 прорезают на всю высоту и на ленточных фундаментах 4 устраивают монолитные железобетонные подколонники-подушки 12 с выпусками из них кверху рабочей арматуры колонн 11. Железобетонные колонны 11 устраивают на высоту этажа с выпусками их арматуры на следующий по высоте очередной этаж. На поддерживающих устройствах (не показано) в проектное положение размещают сборные плиты 20, между их торцами на опалубке размещают рабочую арматуру несущих ригелей 22, а вдоль группы плит 20 размещают арматуру связевых ригелей 23. Аналогично в проделанные проемы 19 в наружные стены одновременно заводят арматуру консолей 18. После этого за единый цикл производят бетонирование несущих 22 и связевых 23 ригелей, консолей 18, межплитных швов 21 и бетонных шпонок 17 в нишах 10 наружных стен 1. В результате образуется диск перекрытия 16 внутри здания с консолями 18 за наружной стеной 1 здания.

После набора монолитным бетоном перекрытия требуемой прочности поддерживающие устройства и опалубку из-под них демонтируют и переустанавливают на это готовое перекрытие, и цикл устройства следующего этажа повторяется. Таким образом, применение быстротвердеющих бетонов позволяет обеспечить реконструкцию здания с высоким темпом и в целом осуществить реконструкцию здания за 2...3 месяца с последующими за устройством несущих конструкций устройством перегородок, утеплением, отделкой и монтажом инженерного оборудования.

Принятая технология эффективна как высоким темпом работ, так и возможностью выполнения их в замкнутом объеме, ограниченном наружными стенами и готовыми перекрытиями. Поэтому применение ее целесообразно и в зимних условиях при пониженных температурах воздуха, обеспечивая прогрев в замкнутом ограниченном объеме.

В целом предложенное техническое решение полностью осуществляет поставленную задачу, сравнительно просто реализуемо на практике, и эффективность в силу представленных доказательств очевидна. Оно найдет широкое применение при реконструкции жилых и общественных зданий.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Патент РФ №2198270, кл. Е 04 В 1/20, E 04 G 23/00, бюл. №4, 05.09.2001

2. Патент РФ №2114960, кл. E 04 G 23/00, бюл. №19, 10.04.1998.

3. Патент РФ №2198550, кл. E 04 G 23/00, бюл. №16, 10.06.1998.

1. Реконструированное многоэтажное здание, содержащее старые конструкции, включающие ленточные фундаменты, лестнично-лифтовые узлы со стеновыми ограждениями и наружные стены реконструируемого здания с нишами по их внутренней поверхности в местах опирания прогонов демонтированных перекрытий, и новые конструкции, включающие несущую систему здания с перекрытиями, надстройку верха здания и наружное утепление, сопряженные со старыми конструкциями, отличающееся тем, что несущая система реконструированного здания выполнена в виде неполного каркаса с колоннами, опертыми в середине здания посредством монолитных железобетонных подколонников на существующие ленточные фундаменты, и плоскими перекрытиями, опертыми в середине здания на колонны, а по краям - на наружные стены посредством монолитных бетонных шпонок, образованных заодно с перекрытиями при их устройстве и размещенных в нишах для опирания демонтированных перекрытий, и/или посредством консолей перекрытий, выпущенных за наружные стены через сквозные проемы в них для размещения на них балконов или других дополнительных объемов здания, надстройка верха здания снабжена наружными стенами, выполненными в плоскостях существующих стен реконструируемого здания, перекрытиями и покрытиями, опертыми на наружные стены по контуру и на колонны в середине здания, а все здание на каждом этаже снабжено перегородками, прикрепленными к перекрытиям и стенам, с возможностью установки и переноса их в любом месте перекрытия на любой стадии реконструкции и эксплуатации.

2. Реконструированное многоэтажное здание по п.1, отличающееся тем, что неполный каркас с плоскими перекрытиями, без выступающих в объем здания частей, выполнен из сборно-монолитного железобетона, каждое плоское перекрытие неполного каркаса образовано сборными многопустотными плитами с открытыми по концам пустотами и

объединенными по бокам межплитными швами в группы, каждая группа плит в плоскости перекрытия размещена в замкнутой монолитной железобетонной раме, образованной соединенными по углам рам несущими и связевыми ригелями, скрытыми по толщине в плоскости перекрытия, многопустотные плиты по концам оперты на несущие ригели посредством бетонных шпонок, выполненных заодно с ними и размещенными в открытых пустотах многопустотных плит, а все перекрытие по контуру снабжено пристенными монолитными железобетонными ригелями, которые выполнены по наружным граням с бетонными шпонками на всю толщину перекрытия и размещены в нишах стен.

3. Реконструированное многоэтажное здание по пп.1 и 2, отличающееся тем, что консоли перекрытий за наружные стены выполнены в их сквозных проемах на продолжении монолитных несущих или связевых ригелей и на них вдоль наружной стены посредством монолитных бетонных шпонок оперты многопустотные плиты.

4. Реконструированное многоэтажное здание по пп.1-3, отличающееся тем, что монолитный железобетонный подколонник для опирания колонн на существующий ленточный фундамент выполнен в виде охватывающей его поперек сверху и по бокам монолитной железобетонной подушки с толщиной, увеличивающейся от колонны к краям ленточного фундамента, и опирающейся в средней части на уступы этого фундамента, а крайними частями за его пределами на укрепленное основание примыкающего грунта.

5. Реконструированное многоэтажное здание по п.1, отличающееся тем, что неполный каркас выполнен из монолитного железобетона с плоскими перекрытиями в виде единой плиты внутри здания, а консоли перекрытий выпущены через проемы в наружных стенах в виде отдельных стержней, выполненных заодно с плитой перекрытия внутри здания и объединенных снаружи плоской плитой.

6. Реконструированное многоэтажное здание по пп.1-4, отличающееся тем, что надстройка верха здания выполнена из однослойных наружных стен в виде кладки из ячеистобетонных камней, на наружной поверхности старых наружных стен выполнено наружное утепление с общим декоративно-отделочным покрытием по всему зданию, а верхний этаж выполнен мансардным.