Реконструированное многоэтажное здание

(51)04 23/00 НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Научно-исследовательское и экспериментально-проектное республиканское унитарное предприятие Институт БелНИИС(72) Авторы Мордич Александр Иванович Белевич Валерий Николаевич Навой Дмитрий Иосифович Симбиркин Валерий Николаевич Райчев Виталий Петрович Чубрик Андрей Иванович Миронов Александр Николаевич(73) Патентообладатель Научно-исследовательское и экспериментально-проектное республиканское унитарное предприятие Институт БелНИИС(57) 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 8499 1 2006.10.30 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 реконструированного 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. 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 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. 3. Здание по пп. 1 или 2, отличающееся тем, что консоли перекрытий, выпущенные 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. Здание по любому из 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. 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. Здание по любому из 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. 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. 2 8499 1 2006.10.30 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 за одно 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 риге 3 8499 1 2006.10.30 лями, скрытыми 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. 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 подколонник 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 за одно 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 подколонников 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 размещенных 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 вы 4 8499 1 2006.10.30 полнены 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 декоративноотделочным 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. 212) 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 подколонника 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 подколонника 12 заполнены крупнообломочными материалами, смещенными 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, выпол 5 8499 1 2006.10.30 ненных 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 за одно 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 объемнопланировочными 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 объемнопланировочным 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 кон 6 8499 1 2006.10.30 солями 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 23 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. 7 8499 1 2006.10.30 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 1.2198270 С 1, 2001. 2.2114960 1, 1998. 3.2112850 С 1, 1998. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 10