СПОСОБ РЕКОНСТРУКЦИИ И НАДСТРОЙКИ ЗДАНИЙ
METHOD OF RECONSTRUCTION AND VERTICAL EXTENSION OF BUILDINGS

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для надстройки жилых и общественных зданий дополнительными этажами, включая цокольный.
Известен «Способ надстройки здания», включающий демонтаж кровли, частичный демонтаж несущих элементов, проведение монтажных работ с использованием легких металлических конструкций и установкой новой кровли, при этом демонтируют несущие элементы над лестничными клетками и настраивают лестничные марши и площадки надстраиваемой части здания, далее на имеющиеся опорные колонны устанавливают стойки, на которые монтируют горизонтальные балки с образованием каркаса для наружных стен, при этом часть стоек скрепляют связями, затем устанавливают дополнительный каркас, содержащий опорные элементы для оконных и дверных проемов, который крепят к стойкам и балкам, затем монтируют наружные стены многослойной конструкции, обшивая слоями дополнительный каркас, по мере возведения стен выполняют монтаж несущих покрытий крыши с обеспечением защиты от конденсации, тепло- и пароизоляции и выполняют устройство кровли, после чего производят перепланировку и отделку помещений.
Патент РФ на изобретение №2533391, МКИ E04G 23/02, опубл. 2013.08.26.
Известен «Способ реконструкции зданий и надстройка здания», включающий выполнение по периметру снаружи фундамента реконструируемого здания основных буровых свай, на которые затем рядами попарно с двух противоположных сторон здания устанавливают основные несущие вертикальные опоры, а на оголовки несущих вертикальных опор монтируют несущие фермы, на которые возводят надстройку вышележащего этажа или этажей, при этом основные буровые сваи выполняют на глубину не менее чем глубина заложения фундамента реконструируемого здания и стягивают их верхние части между собой попарно, причем буровые сваи выполняют буронабивными или буроинъекционными, а по периметру снаружи фундамента реконструируемого здания дальше от основных буровых свай, а именно вне зоны сжимаемой толщи грунта основания фундамента реконструируемого здания, выполняют дополнительные буровые сваи, на которые устанавливают дополнительные несущие вертикальные опоры не менее одной в одном ряду с основной несущей вертикальной опорой с одной стороны реконструируемого здания.
Патент РФ на изобретение №2265705, МКИ Е04G 23/02, опубл. 2005.12.10.
Известен также «Способ реконструкции с усилением здания по всему периметру», включающий сооружение за пределами внешних стен металлического или железобетонного пространственного каркаса с внешним ограждением на всю высоту вокруг здания с зазором относительно стен, стоящего на собственном предварительно выполненном фундаменте, при этом каркас выполняют жестко напряженным в узлах по всему периметру, образуя единую цельную конструкцию для восприятия внешних температурных и ветровых воздействий и увеличения объема здания, усиливают существующие стены здания горизонтальными поясами жесткости из металлического профиля в уровнях перекрытий по всему периметру, закрепленными на стенах здания через сквозные отверстия болтовыми соединениями, служащими также опорами для дополнительных перекрытий, укладываемых в зазор, причем перекрытия строящегося каркаса располагают на 10-15 см выше перекрытий существующего здания с учетом осадки возводимой конструкции.
Патент РФ на изобретение №2274718, МКИ E04G 23/00, опубл. 2006.04.20.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является «СПОСОБ РЕКОНСТРУКЦИИ И НАДСТРОЙКИ ЗДАНИЙ», который включает поэтапный демонтаж кровли и несущих элементов покрытия, проведение монтажно-восстановительных работ, а именно сооружение за пределами внешних стен металлического пространственного каркаса с внешними колоннами на всю высоту здания с зазором относительно стен. Каркас снабжают собственным предварительно выполненным фундаментом. Каркас выполняют жестко напряженным в узлах по всему периметру и образующим единую цельную конструкцию для восприятия внешних температурных и ветровых воздействий и увеличивающим объем здания. Перекрытие каркаса располагают над перекрытием надстраиваемого здания с учетом осадки возводимой конструкции. При этом осуществляют усиление фундамента надстраиваемого здания путем заложения вдоль него на глубину один метр расчетного количества шпунтов в виде бруса высотой 1,7 м. Затем по периметру с двух противоположных сторон здания вне зоны сжимаемой толщи грунта основания под фундамент надстраиваемого здания и на глубину, не менее чем глубина заложения фундамента реконструируемого здания, выполняют дополнительный фундамент в виде бетонных блоков, которые закладывают в котлованы, причем количество и расчетное расстояние друг от друга бетонных блоков дополнительного фундамента находится в зависимости от величины нагрузки планируемой надстройки. При этом блоки выполняют в виде двух разновеликих параллелепипедов, посаженных друг на друга. Каждый блок снабжают по всей высоте четырьмя анкерными болтами, служащими для соединения с колоннами каркаса. Затем осуществляют монтаж металлического каркаса, снабженного вертикальными колоннами, которые жестко соединяют с анкерными болтами блоков дополнительного фундамента. По периметру на уровне всех этажей реконструируемой и надстраиваемой частей здания колонны каркаса выполняют дополнительные связи жесткости в виде двух швеллеров, расположенных с обеих сторон от колонн каркаса в горизонтальной плоскости на углах каркаса между последней и предпоследней в ряду балками. Затем каркас над уровнем последнего этажа реконструируемого здания снабжают межэтажным перекрытием для надстраиваемых этажей, основанием для которого используют фермы, жестко закрепленные между парами колонн каркаса в горизонтальной плоскости и расположенные параллельно боковым сторонам здания. На фермы укладывают перекрытие в виде сборных стальных элементов, затем осуществляют соединение реконструируемого здания с каркасом. Для этого на уровне перекрытия реконструируемого здания предварительно в его стене с наружной стороны с шагом, равным шагу колон каркаса, устраивают глухие гнезда с размещением в них опорных стальных элементов, которые затем заливают бетоном. А несущие элементы, выступающие за часть здания в виде стальных балок, прикрепляют к арматуре металлических колонн каркаса. При этом балки, которые располагают в пространстве между наружной стеной здания и пристроенной частью, используют как основания для перекрытия пола лоджий и возводимых стен пристройки из сборных стальных панелей. После этого на межэтажном перекрытии для надстраиваемых этажей возводят два дополнительных этажа из сборных стальных панелей. Панели снабжают утепляющими, а также влаго- и звукоизолирующими материалами. Кроме того, в зависимости от необходимости осуществляют ремонт старых или возведение новых лестниц реконструируемого здания, установку лифтов, в свою очередь крышу над последним этажом надстроенной части здания выполняют в виде двухскатной кровли с основой из металлической обрешетки, сверху снабженную требуемым покрытием.
Патент РФ на изобретение №2484219, МКИ E04G 23/00, опубл. 2013.06.10.
К техническому результату относится повышение надежности при их реконструкции за счет использования системы из подкосов и стоек, дополнительно устанавливаемых на уровне каждого этажа, которая служит для создания дополнительной устойчивости каркаса, а также монтажа перекрытий, выполненных в виде стального профилированного настила, используемого в качестве несъемной опалубки и служащего дополнительным элементом жесткости для обеспечения устойчивости балок перекрытий, кроме того, повышение надежности и устойчивости каркаса зданий достигают за счет замены фундамента старой части здания на дополнительный внутренний фундамент.
Технический результат достигается тем, что «СПОСОБ РЕКОНСТРУКЦИИ И НАДСТРОЙКИ ЗДАНИЙ» включает демонтаж кровли, усиление фундамента надстраиваемого здания путем выполнения дополнительного фундамента в виде столбчатых железобетонных блоков. Затем за пределами внешних стен здания осуществляют монтаж металлического каркаса, снабженного вертикальными колоннами, на всю высоту здания с зазором относительно стен здания. Вертикальные колонны каркаса, которые жестко соединяют с анкерными болтами блоков дополнительного фундамента, в свою очередь снабжены поперечными плоскими однопролетными рамами, которые соединяют с балками поперечных рам с помощью шарниров. Причем перекрытие каркаса располагают над перекрытием надстраиваемого здания с учетом осадки возводимой конструкции. Затем возводят дополнительные этажи с ограждающими конструкциями из сборных стальных панелей, снабжают их утепляющими, а также влаго- и звукоизолирующими материалами. Кроме того осуществляют возведение новых лестниц реконструируемого здания, установку лифтов. В свою очередь крышу над последним этажом надстроенной части здания выполняют в виде малоуклонной кровли с рулонным водоизоляционным ковром или двухскатной кровли с основой из металлической обрешетки, сверху снабженную требуемым покрытием. При этом каркас в поперечном направлении обеспечивают системой из подкосов и стоек, дополнительно устанавливаемых на уровне каждого этажа, которая служит для создания дополнительной устойчивости каркаса. Монтаж перекрытий начинают с третьего этажа и выполняют в виде стального профилированного настила, используемого в качестве несъемной опалубки и служащего дополнительным элементом жесткости для обеспечения устойчивости балок перекрытий. После завершения монтажа каркаса и монолитного перекрытия выше второго этажа выполняют последовательный монтаж навесных ограждающих конструкций, начиная с первого этажа всех надстраиваемых этажей. Последним этапом осуществляют замену стен и перекрытий старой части здания на новые конструктивные элементы. Также заменяют фундамент старой части здания на дополнительный внутренний фундамент.
Фиг. 1 - СПОСОБ РЕКОНСТРУКЦИИ И НАДСТРОЙКИ ЗДАНИЙ (схема общего вида реконструируемого и надстраиваемого здания);
Фиг. 2 - СПОСОБ РЕКОНСТРУКЦИИ И НАДСТРОЙКИ ЗДАНИЙ (схема выполнения дополнительного внутреннего и наружных фундаментов здания.
Способ реконструкции и надстройки зданий осуществляют следующим образом: сначала производят демонтаж кровли 1 существующего здания 2, затем проводят монтажные работы. Для этого осуществляют усиление фундамента 3 существующего здания 2 путем вдавливания вдоль (по периметру) расчетного количества шпунтов 4 в виде бруса высотой в соответствии с проектом, вне зоны сжимаемой толщи грунта основания под фундаментом и на глубину, не менее чем глубина заложения фундамента надстраиваемого здания 2.. После этого выполняют дополнительный фундамент 5. Приблизительно расстояние между осями фундаментов равно 2,8-4,2 м. Затем сооружают за пределами внешних стен металлический пространственный каркас из прокатных профилей с внешними колоннами и внутренними колоннами 6 на всю высоту здания с зазором относительно стен, причем каркас располагают на фундаменте 5, который выполнен в виде железобетонных блоков 7, которые закладывают в котлован, причем количество и расчетное расстояние друг от друга находится в зависимости от величины нагрузки проектируемой надстройки. Блоки выполняются в виде двух разновеликих параллелепипедов, посаженных друг на друга (столбчатый фундамент). Блок армируется стержневой ненапрягаемой арматурой. Фундамент имеет четыре анкерных болта, служащих для соединения с колоннами каркаса. После чего осуществляют монтаж металлического каркаса, снабженного вертикальными колоннами 6, которые жестко соединяют с анкерными болтами с блоками 7 «столбчатого фундамента» проектируемого фундамента надстраиваемого здания 2. При этом каркас выполняют жестко сопряженным с фундаментом в узлах по всему периметру, образуя единую пространственную конструкцию для восприятия внешних температурных и ветровых воздействий и увеличения объема здания. Монтаж колонн 6 начинается со связевого блока с установкой вертикальных связей. Монтаж остальных колонн 6 с обязательным раскреплением их распорками 8. Монтаж стальных балок 9 перекрытия, начиная с балки над вторым этажом, выполняется с установкой подкосов и стоек. Монтаж балок 9 начинается после демонтажа крыши 1 существующего здания. Монтаж балок 9 допускается производить в двух вариантах:
- последовательная установка балок одного этажа, затем переход к монтажу балок следующего,
- установка балок всех этажей в одном пролете, затем переход к монтажу всех балок в следующем пролете и т.д.
Соединение балок 9 перекрытия и покрытия с колоннами 6 шарнирное. Одновременно с монтажом каркаса выполняется независимая лестничная клетка на 3-6 этажи и конструкций лифтов. После завершения монтажа балок 9 перекрытий и покрытия выполняется монтаж перекрытий: стального профилированного настила, используемого в качестве несъемной опалубки и дополнительного элемента жесткости, для обеспечения при устойчивости балок из «плоскости изгиба», до набора бетоном перекрытий 70% от проектной прочности. После завершения монтажа каркаса и устройства монолитного перекрытия выше второго этажа выполняется монтаж навесных ограждающих панелей, начиная с первого этажа. Навесные панели крепятся к перекрытию и колоннам каркаса. Ограждающие конструкции (навесные панели) соответствуют теплотехническим и другим нормам. Далее производится замена конструкций существующего здания и выполняется монтаж балок 9 перекрытия и выполнение монолитного перекрытия над первым этажом.
Кровля 10 выполняется в двух вариантах: малоуклонная (плоская) и чердачная (стропильная). Последним этапом осуществляют замену стен и перекрытий старой части здания на новые конструктивные элементы. Также заменяют фундамент 3 старой части здания 2 на дополнительный внутренний фундамент 11.
Предлагаемый в качестве изобретения способ строительства, реконструкции рассчитан для строительства до 6 этажей включительно. Стальной каркас выполнен по статической схеме: в поперечном направлении каркас представляет собой плоскую однопролетную раму с жестким сопряжением колонн с фундаментами и шарнирным со стропильными конструкциями (балками). Геометрическая неизменяемость в продольном направлении обеспечивается вертикальными связями. Устойчивость каркаса в поперечном направлении обеспечивается системой из подкосов и стоек, дополнительно устанавливаемыми в уровне каждого этажа у каждой колонны, образующими геометрически неизменяемую систему.
Применение предложенного в качестве изобретения «Способа реконструкции и надстройки зданий» позволяет повысить надежность надстраиваемых этажей и каркаса зданий при их реконструкции за счет использования системы из подкосов и стоек, дополнительно устанавливаемых на уровне каждого этажа, которая служит для создания дополнительной устойчивости каркаса, а также монтажа перекрытий, выполненных в виде стального профилированного настила, используемого в качестве несъемной опалубки и служащего дополнительным элементом жесткости для обеспечения устойчивости балок перекрытий, кроме того, повышение надежности и устойчивости каркаса зданий достигают за счет замены фундамента старой части здания на дополнительный внутренний фундамент. При этом продлевается срок эксплуатации здания, повышается комфортность проживания, улучшается архитектурный образ здания.