Жилой дом вторичной застройки
Использование: для реконструкции многоэтажных жилых кирпичных, панельных зданий, а также смешанных каркасов с надстройкой и пристройкой этажей жилых, административных и общественных зданий со встроенными многоэтажными автопаркингами. Сущность: Жилой дом вторичной застройки, включает старую часть здания 1, пристроенную часть 2, общее монолитное железобетонное перекрытие 13 и надстроенную часть 3 в несколько этажей. Фундамент 4 пристроенной 2 и надстроенной 3 частей дома выполнен в виде буровых свай 11, расположенных вдоль наружных несущих стен старой части здания на расстоянии по крайней мере на один пролет с каждой стороны. На сваях 11 возведены спаренные колонны 12, одна на высоту старой части здания, другая на всю высоту дома. На уровне покрытия старого здания на колоннах 12 смонтировано общее железобетонное перекрытие 13 и перекрытия 14 каждого этажа надстроенной части 3 с образованием автономного несущего каркаса 15 пристроенной 2 и надстроенной 3 частей дома. Перекрытия 14 надстроенной части 3 выполнены монолитными, с созданием дисков жесткости в уровне перекрытий. Общее перекрытие 13 выполнено монолитным со сборно-металлическим каркасом из диагональных связей 21. Старая часть здания 1 усилена вантовой арматурой 16, расположенной по поверхности несущих стен и перекрытий в диагональных и ортогональных направлениях и заанкеренной на колоннах 12. Конструкция дома обеспечивает повышение несущей способности, при минимизации степени аварийности монтажных работ и эксплуатации здания и обеспечении комфортности жителям старой части здания. 4 з.п.ф.; 5 ил.
Полезная модель относится к строительству, а именно к реконструкции многоэтажных жилых зданий, с надстройкой и пристройкой жилых этажей, этажей административных и общественных зданий, встроенных автопаркингов.
Известны конструкции зданий вторичной застройки, состоящие из старой и надстроенных частей здания в высоту и по ширине с сохранением внутренней структуры старого здания. Реконструированное здание содержит старый усиленный фундамент и/или дополнительный для пристроенных частей, который может позволить надстройку не более чем в 2-3 этажа /1/.
Известен жилой дом вторичной застройки, включающий старую часть, состоящую из пятиэтажного здания, содержащего ленточный фундамент, несущие и ненесущие стены, перекрытия, жилые и вспомогательные помещения, лестничные узлы, пристроенную часть, состоящую из фундамента, опорных элементов-пилонов, возведенных на всю высоту жилого дома, расположенную вдоль стены старой части здания, с противоположной стороны от пилонов, общего для пристроенной и старой частей здания монолитного железобетонного перекрытия, смонтированного на уровне покрытия старой части здания, и надстроенной части на всей площади общего перекрытия с наружными и внутренними балками-стенками, при этом пристроенная часть здания снабжена лестнично-лифтовыми узлами для обслуживания всего дома. /2/
Недостатками известных конструктивных решений являются громоздкость конструкции из-за необходимости усиления фундамента и возведения дополнительного, с обеспечением совместной работы его с фундаментом старого здания, а также известный вариант с возведением
пилонов предусматривает обязательное отселение жителей на период реконструкции дома, так как предполагает расширение и переустройство старых жилых и вспомогательных помещений, лестнично-лифтовых узлов с, по крайней мере частичным разрушением ветхих несущих конструкций.
Наиболее близкой конструкцией к предлагаемой является жилой дом вторичной застройки, включающий старую часть, состоящую из пяти-шести этажного кирпичного здания, содержащего ленточный фундамент, несущие и ненесущие стены, перекрытия, жилые и вспомогательные помещения, лестничные узлы, пристроенную часть, состоящую из фундамента, опорных элементов, расположенных вдоль наружных стен старой части здания, возведенных на всю высоту жилого дома, общего монолитного железобетонного перекрытия смонтированного на уровне покрытия старой части здания, лестнично-лифтовых узлов и надстроенной части в несколько этажей. Общее железобетонное перекрытие и перекрытия каждого этажа надстроенной части смонтированы на колоннах с образованием несущего каркаса пристроенной и надстроенной частей дома, причем перекрытия выполнены монолитными с предварительно-напряженной вантовой арматурой, расположенной по диагональным и ортогональным направлениям в каждой ячейке несущего каркаса с созданием дисков жесткости в уровне перекрытий. /3/.
Недостатками такой конструкции является то, что она не дает возможность реконструировать ветхое жилье, требующее капитального ремонта несущих конструкций, без полного отселения жителей на весь период реконструкции и значительных затрат на усиление старых несущих конструкций с полным или частичным их разрушением.
Техническая задача заключается в упрощении реконструкции старой части многоэтажного здания, путем усиления несущих конструкций без его разрушения, при обеспечении сейсмостойкости дома за счет создания
жесткой конструкции каркаса и комфортности жителей, а также минимизации степени аварийности, соблюдения техники безопасности и уменьшение затрат при проведении строительно-монтажных работ и обеспечении перспективы создания дополнительных объектов жизнеобеспечения за счет монтажа открытых элементов жесткого каркаса.
Поставленная задача решается таким образом, что в жилом доме вторичной застройки, включающем старую часть, состоящую из многоэтажного здания, содержащего фундамент, несущие и ненесущие стены, перекрытия, жилые и вспомогательные помещения, лестничные узлы, пристроенную часть, состоящую из фундамента, опорных элементов, расположенных на расчетном расстоянии вдоль наружных стен старой части здания, общее железобетонное перекрытие и надстроенную часть в несколько этажей, с перекрытиями, смонтированные на колоннах с образованием автономного несущего каркаса пристроенной и надстроенной частей дома, согласно полезной модели, фундамент пристроенной и надстроенной частей дома выполнен, по крайней мере в виде двух рядов буровых свай, расположенных по периметру старой части здания, на сваях возведены спаренные колонны, одна на высоту старой части здания, другая, на расстоянии по крайней мере одного пролета от стен старой части здания, выше покрытия надстроенной части здания, с образованием открытых несущих элементов каркаса для дополнительной надстройки, при этом общее железобетонное перекрытие и каждое перекрытие надстраиваемой части дома выполнено монолитным со сборно-металическим каркасом в виде диагональных металлических связей, а старая часть здания усилена вантовой преднапряженной арматурой, заанкеренной на колоннах, возведенных на высоту старой части здания, при этом на уровне этажей
старой части дома пристроены дополнительные площади с опорой на спаренные колонны автономного несущего каркаса. При этом несущие конструкции автономного каркаса выполнены из железобетона или металла с огнезащитным покрытием.
Предлагаемая конструкция отличается от известной тем, что фундамент пристроенной и надстроенной частей дома выполнен, по крайней мере в виде двух рядов буровых свай, расположенных по периметру старой части здания, на сваях возведены спаренные колонны, одна на высоту старой части здания, другая, на расстоянии по крайней мере одного пролета от стен старой части здания, выше покрытия надстроенной части здания, с образованием открытых несущих элементов каркаса для дополнительной надстройки, при этом общее железобетонное перекрытие каждое перекрытие надстраиваемой части дома выполнено монолитным со сборно-металическим каркасом в виде диагональных металлических связей, а старая часть здания усилена вантовой преднапряженной арматурой, заанкеренной на колоннах, возведенных на высоту старой части здания, при этом на уровне этажей старой части дома пристроены дополнительные площади с опорой на спаренные колонны автономного несущего каркаса.
Предлагаемая конструкция за счет образования отдельно стоящих на самостоятельном фундаменте глубокого заложения двух рядов буровых свай, спаренных колонн автономного несущего каркаса надстроенной и пристроенной частей дома исключает нагрузку на элементы старой части здания, благодаря наличию диска жесткости в уровне общего перекрытия, выполненного монолитным со сборно-металическим каркасом. При этом, колонны, возведенные на высоту старой части здания, спаренные с колоннами, возведенными на высоту выше покрытия дома обеспечивают возможность фиксирования вантовой арматуры после ее натяжения до
расчетного усилия, необходимого для восстановления несущей способности конструкций старой части здания. Кроме того, упрощаются монтажные работы за счет уменьшения объема работ по усилению существующего фундамента. Выполнение общего перекрытия предлагаемой конструкции обеспечит возможность проведения монтажных работ над покрытием старой части здания без его предварительного демонтажа, что повысит безопасность и комфортность проживания жильцов в момент проведения строительных работ по реконструкции дома. Конструкция общего перекрытия со связевыми элементами в виде диоганальных связей из металлических конструкций заводского изготовления и возведение разновеликих спаренных колонн придает дополнительную жесткость несущему каркасу надстроенной части здания и приводит к снижению объемов арматурных и опалубочных работ. При этом после возведения надстраиваемой части здания с автономным каркасом возможно переселение жителей старой части дома в комфортабельные квартиры надстроенной части, а старую часть здания усилить предварительно напряженной вантовой арматурой, восстановить несущую способность и продлить срок эксплуатации. Для обеспечения техники безопасности эксплуатации здания целесообразно колонны, перекрытия и несущие стены облицевать огнезащитным покрытием, например шамотным кирпичом. Усиление старой части здания путем обжатия перекрытий и стеновых панелей вантовой арматурой в связанную шарнирно-упругую систему колонна - панель-колонна в ортогональных и диагональных направлениях, особенно хорошо работает при динамических нагрузках. При натяжении дополнительно пропущенной и закрепленной на железобетонных или металлических колоннах вантовой арматуры создается дополнительная пространственная устойчивость всего вновь созданного каркаса. Воссоздается
первоначальная рабочая и расчетная схема деформированной пространственной конструкции существующего здания, одновременно устраняются развившиеся в процессе эксплуатации предельные деформации (растянутые зоны элементов) и уменьшаются либо нейтрализуются предельные величины напряжений возникающих в несущих конструкциях в процессе эксплуатации.
Восстановление и усиление несущей способности и пространственной устойчивости стеновых панелей многоэтажных домов рационально производить в диагональных направлениях, причем с разных сторон несущей железобетонной стены.
Предлагаемая конструкция позволит повысить несущую способность дома, упростить реконструкцию старой части многоэтажного здания, путем усиления несущих конструкций без его разрушения, при обеспечении сейсмостойкости дома за счет создания жесткой конструкции каркаса и комфортности жителей, а также минимизировать степень аварийности, соблюдения техники безопасности, уменьшить затраты при проведении строительно-монтажных работ и обеспечить перспективы создания дополнительных объектов жизнеобеспечения за счет монтажа открытых элементов жесткого каркаса и дополнительных площадей, смонтированных с опорой на спаренные колонны, широких функциональных возможностей.
На фиг.1 изображен разрез жилого дома вторичной застройки (после реконструкции); фиг.2 - то же что и на фиг.1, план 2ого этажа; фиг.3 - металлический каркас общего перекрытия (вид сверху); фиг.4 - фрагмент усиления несущих стен старой части здания вантовой арматурой; фиг.5 - фрагмент усиления перекрытия старой части здания вантовой арматурой.
Жилой дом состоит из старой части панельного здания 1, пристроенной части 2 и надстроенной части 3. Старая часть здания 1 содержит фундамент 4, несущие 5 и ненесущие стены 6, перекрытия 7, жилые 8 и вспомогательные помещения 9, лестничные узлы 10. Пристроенная часть 2 состоит из буровых свай 11, спаренных колонн 12, возведенных на всю высоту по периметру жилого дома на расстоянии одного пролета здания с каждой стороны, общего железобетонного перекрытия 13 смонтированного над покрытием старой части здания 1.
Надстроенная часть 3 на всей площади общего перекрытия 13 состоит из нескольких этажей. Перекрытия 14 каждого этажа надстроенной части 3 смонтированы на колоннах 12 с образованием несущего каркаса 15 пристроенной и надстроенной частей 2 и 3 дома. Перекрытия 14 выполнены монолитными с предварительно-напряженной вантовой арматурой 16, расположенной по диагональным и ортогональным направлениям с созданием дисков жесткости в уровне перекрытий, в каждой ячейке несущего каркаса 15. При ширине старого здания в поперечных осях менеее 9 м перекрытия надстраиваемой части здания (автономного каркаса) можно выполнять монолитными без предварительного напряжения с промежуточным созданием монолитных ригелей. С фасадной стороны жилого дома пристроены лифтовые узлы 17 и лестнично-лифтовые узлы 18. На первом и пятом этажах жилые помещения 8 размещены с устройством сквозного коридора соединяющего лестнично-лифтовые узлы 18. В старой части здания между спаренными колоннами 12 смонтированы дополнительные жилые или нежилые площади 19. Перекрытия дополнительно пристроенных площадей 19 выполнены монолитными со сборно-металлическим каркасом в виде диагональных металлических связей 21. Старая часть здания усилена предварительно напряженной вантовой арматурой 16,
зафиксированная на колоннах 12 анкером 20. Несущие конструкции автономного каркаса 15, колонны 12 и общее перекрытие 13 выполнены с огнезащитным покрытием, например шамотным кирпичом.
Жилой дом вторичной застройки монтируют следующим образом.
Реконструкция проводится без отселения жителей.
Вдоль наружных стен 5 существующего здания (старой части 1) с конструктивным отступом от существующих фундаментов 4 с шагом 3,0; 6,0; 9,0 м на буровых сваях 11 возводят спаренные колонны 12, на полную высоту для надстраиваемых жилых этажей (выше покрытия надстроенной части здания), другую высотой до уровня конька кровли или плоского покрытия существующего здания и монтируют общее сборно-монолитное перекрытие 13 на спаренных колоннах 12 со сборным металлическим каркасом из диагональных связей 21. После чего монтируют монолитные перекрытия 14 надстраиваемой части дома с вантовой арматурой 16, расположенной в ортогональных и диагональных направлениях в каждой ячейке образуемого несущего каркаса 15 с последующим монтажом ограждающих элементов в соответствии со свободной планировкой жилых помещений. При этом в верхней части здания остаются открытые несущие элементы каркаса для возможной дополнительной надстройки.
С фасадной стороны на всю высоту дома пристраивают лестнично-лифтовые узлы 18 к крайним лестничным узлам 10 старой части здания 1.
Планировка квартир различается в зависимости от ориентации дома.
После окончания строительно-монтажных работ по возведению надстраиваемой части здания 2 жителей старой части здания перемещают в комфортабельные новые квартиры надстроенной части здания 2 и производят работы по усилению несущих конструкций старой части здания 1 вантовой арматурой 16, расположенной по поверхности несущих
стен и перекрытий (см. фиг 4, 5), с последующей перепланировкой первых этажей например под администратино-общественные здания.
Вантовую арматуру 16 располагают по поверхности панелей несущих стен 5 в диагональных направлениях с разных сторон и ортогональных с внутренней стороны (см. фиг.4), а также располагают по нижней поверхности перекрытий 7 в диагональных направлениях и ортогонально несущим стенам 5 (см. фиг.5). Вантовую арматуру 16 пропускают через тело возведенных на высоту старой части здания колонн 12, натягивают домкратами до восстановления несущей способности конструкций, и фиксируют анкерами 20. В дальнейшем система связей вантовой арматуры 16 остается открытой (закрывается сухой штукатуркой) для сейсмических районов или замоноличивается с панелями здания в единое целое в несейсмических районах. Реконструкцию осуществляют в условиях строительной площадки, без дорогостоящего демонтажа конструкций.
Демонтаж кровли старой части здания 1 производят после окончания строительно-монтажных работ с образованием технического этажа.
Техническим результатом предлагаемой конструкции является упрощение монтажных работ, повышение несущей способности здания, при соблюдении техники безопасности и минимизации степени аварийности монтажных работ и эксплуатации здания и обеспечении комфортности жителям старой части здания.
Источники информации:
1. Кутузов В.Н. Реконструкция зданий, М. Высшая школа, 1981, с.244-245.
2. Патент РФ №2112850, кл. E04G 23/00, БИ №16, 10.06.98 г.
3. Патент РФ №57319, кл. Е04Н 1/00, опубл. 10.10.2006 /прототип/.
1. Жилой дом вторичной застройки, включающий старую часть, состоящую из многоэтажного здания, содержащего фундамент, несущие и ненесущие стены, перекрытия, жилые и вспомогательные помещения, лестничные узлы, пристроенную часть, состоящую из фундамента, опорных элементов, расположенных на расчетном расстоянии вдоль наружных стен старой части здания, общее железобетонное перекрытие и надстроенную часть в несколько этажей, с перекрытиями, смонтированные на колоннах с образованием автономного несущего каркаса пристроенной и надстроенной частей дома, отличающийся тем, что фундамент пристроенной и надстроенной частей дома выполнен по крайней мере в виде двух рядов буровых свай, расположенных по периметру старой части здания, на сваях возведены спаренные колонны, одна на высоту старой части здания, другая, на расстоянии по крайней мере одного пролета от стен старой части здания, выше покрытия надстроенной части здания, с образованием открытых несущих элементов каркаса для дополнительной надстройки, при этом общее железобетонное перекрытие и каждое перекрытие надстроенной части дома выполнено монолитным со сборно-металлическим каркасом в виде диагональных металлических связей, а старая часть здания усилена вантовой преднапряженной арматурой, заанкеренной на колоннах, возведенных на высоту старой части здания, при этом на уровне этажей старой части дома пристроены дополнительные площади с опорой на спаренные колонны автономного несущего каркаса.
2. Жилой дом по п.1, отличающийся тем, что несущие конструкции автономного каркаса выполнены из железобетона или металла с огнезащитным покрытием.
