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Die
Erfindung gehört
zum Bauwesen, und zwar zur Modernisierung von Wohngebäuden mit dem
Aufbau von Wohn- und Verwaltungsstockwerken und von öffentlichen
Gebäuden.
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Es
sind Konstruktionen von sekundär
bebauten Gebäuden
bekannt, die aus einem alten Teil und hoch und breit aufgebauten
Teilen des Gebäudes
mit Erhaltung der Innenstruktur des alten Gebäudes bestehen. Das modernisierte
Gebäude
hat das alte, verstärkte
Fundament und/oder ein zusätzliches Fundament
für die
neu aufgebauten Teilen, das den Aufbau von höchstens zwei bis drei Stockwerken
zulässt.
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Die
der vorliegenden Erfindung am nächsten kommende
Konstruktion ist ein sekundär
bebautes Wohngebäude,
das Folgendes einschließt:
den alten Teil aus einem vierstöckigen
Gebäude
mit einem Streifenfundament, Trag- und Nichttragwände, Decken,
Wohn- und Hilfsräume,
Treppen und den aufgebauten Teil aus dem Funda ment, Stützelementpfeiler
mit der Höhe
des Wohngebäudes
am alten Teil des Gebäudes,
den Pfeilern gegenüber,
einem gemeinsamen alten Teil und aufgebauten Teil des Gebäudes mit
einer monolithischen Stahlbetondecke, die auf der Ebene der Decke
des alten Gebäudeteils errichtet
ist, und dem aufgebauten Teil auf der ganzen Fläche der gemeinsamen Decke mit äußeren und
inneren Balken bzw. Wänden,
wobei der aufgebaute Teil mit den Treppen- bzw. Fahrstuhleinheiten für die Bedienung
des ganzen Hauses versehen ist.
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Die
Nachteile der bekannten Konstruktionen sind die platzraubenden Konstruktionen
wegen der Notwendigkeit der Verwendung von Balkenkonstruktionen,
der Notwendigkeit der Verstärkung
des Fundaments und des Baus des zusätzlichen Fundaments mit der
Integrierung des alten Fundaments. Die bekannte Variante mit dem
Pfeileraufbau sieht den Auszug von Bewohnern während der Modernisierung des
Hauses vor, wenn die Verbreitung und der Umbau der alten Wohn- und
Hilfsräume,
der Treppen- bzw. Fahrstuhleinheiten usw. vorgesehen wird.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Erweiterung
des Gebäudes
zu vereinfachen und die Sicherheit und die Bebauungsdichte der vorhandenen
Wohnviertel in den Zentralbezirken großer Städte ohne Umzug der Einwohner
aus dem alten Gebäudeteil
unter Beachtung der Sicherheitstechnik und Komfortbedingungen für die Bewohner zu
erhöhen
sowie die Notfallmaßnahmen
bei Montage- bzw.
Bauarbeiten zu minimieren.
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Diese
Aufgabe wird dadurch gelöst,
dass das ohne Umzug der Einwohner modernisierte sekundär bebaute
Gebäude
folgende Bestandteile einschließt: den
alten Teil aus dem vielstöckigen
Gebäude
mit einem Fundament, mit Trag- und Nichttragwänden, Decken, Wohn- und Hilfsräumen, Treppen;
den angebauten Teil aus einem Fundament, Stützelementpfeilern, Geschoßdecken
auf diesen Stützelementpfeilern
des Wohngebäudes
längs des
alten Gebäudeteils,
mit Bildung des unabhängigen
Gebäudegerippes
mit waagerechten Versteifungsverbänden und Geschoßschubsteifigkeit;
eine gemeinsame Decke auf Stützelementen,
welche als Versteifungsplatte über
der Abdeckung des alten Gebäudeteils
fungiert; den aufgebauten Gebäudeteil
aus mehreren Stockwerken, welches als unabhängiges Tragegerippe mit waagerechten
Versteifungsverbänden
und einer Geschoßschubsteifigkeit
ausgeführt
ist; und angebaute Flächen
und Treppen- bzw. Fahrstuhleinheiten; und zeichnet sich dadurch
aus, dass das Fundament der auf- und angebauten Gebäudeteile
als mindestens zwei Pfahlreihen ausgeführt ist, wobei die erste Pfahlreihe
umlaufend des alten Gebäudeteils
mit einem Abstand von den alten Gebäudewänden gebildet wird, und der
Abstand zur anderen äußeren Pfahlreihe
mindestens eine Treppenauge zur ersten Reihe beträgt; die
Stützelemente
werden auf den einzelnen Pfählen
angeordnet, dabei ist das umlaufend des alten Gebäudeteils
angeordnete Stützelement mit
der Höhe
des Wohngebäudes
am alten Teil des Gebäudes
errichtet, und das Stützelement
der äußeren Pfahlreihe
hat den Abstand zur ersten Pfahlreihe von mindestens einem Treppenauge über die
gesamte Gebäudehöhe. Auf
diesen Stützelementen wird
Folgendes aufgebaut: die gemeinsame Decke und die Decke jedes Stockwerks
des angebauten Gebäudeteils
mit der Bildung eines unabhängigen Traggerippes
mit waagerechten Versteifungsverbänden und Geschoßschubsteifigkeit
umlaufend des alten Gebäudeteils;
die Decken des aufgebauten Gebäudeteils
werden auf den Stützelementen
des auf jeder Geschoßebene äußersten
selbständigen
Traggerippes mit waagerechten Versteifungsverbänden und Geschoßschubsteifigkeit
des aufgebauten Gebäudeteils
installiert. Der alte Gebäudeteil
ist mittels vorgespannten, nicht verbundenen Spannstahlwehrung in
Diagonal- und Orthogonalrichtungen verstärkt und in den Stützelementen
umlaufend und über
die gesamte Höhe
des ganzen alten Gebäudeteils
verankert. Außerdem
ist im sekundär
bebauten Wohnhaus das Fundament des auf- und angebauten Teils als
Bohr-Injektionspfahl ausgebildet. Bei Einbringung der Bohr-Injektionspfahl
erfolgt die Verstärkung
des Fundaments im alten Gebäudeteil,
da die erste Pfahlreihe umlaufend des alten Gebäudeteils mit einem abhängig von
dieser Verstärkung
ermittelten Abstand zum Fundament des alten Gebäudeteils angeordnet ist.
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Die
Konstruktion gemäß der Erfindung
unterscheidet sich von der bekannten dadurch, dass das Fundament
der auf- und angebauten Gebäudeteile als
Pfahlreihe mit einem Abstand von den Gebäudewänden angeordnet wird, die Stützelemente
auf einzelnen Pfeilern angeordnet werden und die gemeinsame Decke
und die Decke jedes Stockwerks auf den Stützelementen unter Bildung eines
unabhängigen
Traggerippes mit waagerechten Versteifungsverbänden und Geschoßschubsteifigkeit
umlaufend des alten Gebäudeteils
des auf- und angebauten Gebäudeteils
aufgebaut werden. Die auf Stützelementen montierte
gemeinsame Decke mit waagerechten Versteifungsverbänden und
Geschoßschubsteifigkeit fungiert
als Versteifungsplatte in jeder Zelle des Traggerippes über der
Abdeckung des alten Gebäudeteils ohne
seiner Demontage.
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Die
Konstruktion gemäß dieser
Erfindung mit der Bildung eines getrennten, selbständigen,
tiefen Fundaments als unabhängige
Traggerippe des auf- und angebauten Teils des Gebäudes schließt die Belastung
der Elemente des alten Teils des Gebäudes aus und erhöht die Sicherheit
und Tragfähigkeit
der ganzen Konstruktion aufgrund des Vorhandenseins von waagerechten
Versteifungsverbänden
und Geschoßschubsteifigkeiten – d.h. der
Versteifungsscheiben in der Deckenebene, die mit einer vorgespannten,
nicht verbundenen Spannstahlwehrung gebildet sind.
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Außerdem werden
die Arbeiten wegen der Verminderung des Umfangs der Arbeiten für die Verstärkung des
vorhandenen Fundaments und der Tragwände vereinfacht. Soll das Fundament
des auf- und angebauten Teils als Bohr-Injektionspfahl ausgebildet
werden, so erfolgt bei Einbringung der Bohr-Injektionspfahl die
Verstärkung
der Fundamente im alten Gebäudeteil,
da die erste Pfahlreihe umlaufend des alten Gebäudeteils mit einem abhängig von
dieser Verstärkung
ermittelten Abstand zum Fundamen des alten Gebäudeteils angeordnet ist. Die
Realisierung der vorgesehenen Konstruktion als Stahlbetonverbundkonstruktion
sichert die Montagearbeiten über
der Decke des alten Teils des Gebäudes, ohne eine vorläufige Montage
vornehmen zu müssen,
wodurch die Sicherheit und der Komfort der Bewohner während der
Bauarbeiten zur Modernisierung des Hauses gesichert werden. Die
Konstruktion der gemeinsamen Decke mit den Verbundelementen als vorgespannte,
nicht verbundene Spannstahlwehrung in den Orthogonalrichtungen und
der Bau einer Doppelsäule
mit verschiedenen Massen ergeben eine zusätzliche Steifigkeit des Tragge rippes
des aufgebauten Teils des Gebäudes
und führt
zu einer Verminderung der Umfänge
der Wehrungs- und Schalungsarbeiten.
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Die
Verbundelemente, waagerechten Versteifungsverbänden und Geschoßschubsteifigkeit der
Decken von angebauten zusätzlichen
Flächen und
der Loggia als vorgespannte, nicht verbundene Spannstahlwehrung
in den Orthogonalrichtungen gemäß der Erfindung
ergeben eine zusätzliche
räumliche
Steifigkeit des Traggerippes des aufgebauten Teils des Gebäudes, und
die selbstständigen
Stützelemente
als Doppelsäule
ermöglichen
eine Isoliermontage der gemeinsamen Decke und der aufgebauten Flächen, beispielsweise
einer Loggia.
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Die
Konstruktion des sekundär
bebauten Wohngebäudes
gemäß der Erfindung
ermöglicht
die Verminderung des Umfangs der Bauarbeiten und der Arbeiten, ohne
dass die Bewohner wegen der Bauarbeiten aufgrund von Schalleinwirkungen
und störenden,
visuellen Eindrücken
ausziehen müssen.
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Die
Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es
zeigen:
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1 einen
Vertikalschnitt durch ein sekundär
bebautes Wohngebäude
nach der Modernisierung,
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2 einen
Horizontalschnitt durch ein erstes Stockwerk des Wohngebäudes der 1,
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3 einen
Horizontalschnitt durch einen Teil einer Stahlbetonverbunddecke
einer Loggia und
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4 einen
Schnitt längs
der Linie 1-1 in 3,
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5 ein
Fragment der Tragwände-Verstärkung im
alten Teil des Gebäudes
mittels vorgespannter, nicht verbundener Spannstahlwehrung,
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6 ein
Fragment der Deckenverstärkung im
alten Teil des Gebäudes.
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Das
Wohngebäude
besteht aus einem altem Teil eines mehrstöckigen Gebäudes 1, einem angebauten
Teil 2 und einem aufgebauten Teil 3. Der alte Teil 1 des
Gebäudes
enthält
ein Fundament 4, Tragwände 5 und
Nichttragwände 6,
Decken 7, Wohnräume 8 und
Hilfsräume 9 sowie
Treppeneinheiten 10. Der angebaute Teil 2 besteht
aus Bohr-Injektionspfählen 11,
Stützelementen 12,
die über
die gesamte Höhe
umlaufend es Wohngebäudes
mit dem Abstand von einem Treppenauge an jeder Seite aufgebaut sind,
und einer gemeinsamen Decke 13, die über der Decke des alten Gebäudeteils 1 angeordnet ist.
Der aufgebaute Teil 3 auf der ganzen Fläche der gemeinsamen Decke 13 besteht
aus mehreren Stockwerken. Die Decken 14 jedes Stockwerks
des aufgebauten Teils 3 werden auf den Stützelementen 12 unter
Bildung eines getrennten Traggerippes 15 des angebauten
Teils 2 und des aufgebauten Teils 3 des Hauses
errichtet. Die Decken 14 werden monolithisch mit waagerechten
Versteifungsverbänden
und Geschoßschubsteifigkeit,
d.h. mit Versteifungsscheiben auf der Deckenebene, zum Beispiel
mit einer vorgespannten, nicht verbundenen Spannstahlwehrung 16 gebildet,
die in Diagonal- und Orthogonalrichtungen verlegte Versteifungsscheiben
im Deckenniveau jeder Zelle des Traggerippes 15 aufweist. Von
der Fassadenseite des Wohngebäudes
her werden Fahrstuhleinheiten 17 und Treppen- bzw. Fahrstuhleinheiten 18 aufgebaut.
Im Erdgeschoss und im vierten Stock werden die Wohnräume 8 mit
einem Durchgangsflur angeordnet, der die Treppen- bzw. Fahrstuhleinheiten 18 verbindet.
Vom ersten bis vierten Stock des alten Wohngebäudes werden zwischen den Doppelwänden 12 zusätzliche
Flächenloggien 19 aufgebaut.
Die Decken der zusätzlich
angebauten Flächen
und Loggien 19 werden als monolithische bzw. als Montageverbundkonstruktion
mit waagerechten Versteifungsverbänden und Geschoßschubsteifigkeit,
d.h. mit Versteifungsscheiben in der Deckenebene, zum Beispiel als
eine vorgespannte, nicht verbundene Spannstahlwehrung 16 in
den Orthogonalrichtungen aufgebaut. Der alte Teil des Gebäudes wird
mittels vorgespannter, nicht verbundener Spannstahlwehrung 16 auf
Stützelementen 12 und
mittels Anker 20 verstärkt.
Das Tragwerk des selbständigen
Gerippes 15, Stützelemente 12 und gemeinsame
Decke 13 werden mit Flammenschutzmantel 21 versehen.
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Das
sekundär
bebaute Wohnhaus wird auf folgende Weise aufgebaut.
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Die
Modernisierung wird ohne Auszug der Bewohner ausgeführt. Längs den
Außenwänden des vielstöckigen Gebäudes (des
alten Teils 1) mit dem Konstruktionsabstand der vorhandenen
Fundamente 4 mit den Schritten 3,0, 6,0 und 9,0 m auf den Bohr-Injektionspfählen werden
mindestens zwei Reihen von Stützelementen 12 errichtet,
von denen die einen eine Höhe
für die
aufgebauten Wohnstöcke aufweisen
und die anderen um 0,5 m höher
als Dachfirst sind. Die gemeinsame Decke 13 wird auf zwei Reihen
von Stützelementen 12 mit
waagerechten Versteifungsverbänden
und Geschoßschubsteifigkeit 16 oder
mit zwischen den Stockwerken untergebrachten Versteifungsscheiben
in der Deckenebene, zum Beispiel mit einer vorgespannten, nicht
verbundenen Spannstahlwehrung. Nach dem Erreichen der Projektfestigkeit
des Betons wird die nicht verbundene Spannstahlwehrung 16 gespannt
und in den Stirnflächen
der Decke und der Stützelementen
befestigt. Die Loggien 19 bzw. die zusätzlichen Flächen werden unter Stützung auf
die Doppelsäulen 12 angebaut.
Die Loggiendecken bzw. die zusätzlichen
Flächen
werden als einheitliche Konstruktion oder als Verbundkonstruktion
mit den in der Decke untergebrachten waagerechten Versteifungsverbänden und Geschoßschubsteifigkeit,
d.h. mit Versteifungsscheiben in der Deckenebene, zum Beispiel mit
einer vorgespannten, nicht verbundenen Spannstahlwehrung, in den
Orthogonalrichtungen aufgebaut und nach der Spannung in den Stirnflächen der
Decke und der Säulen 12 befestigt.
Die Doppelsäulen 12 werden durch
einheitliche Riegel 22 mit der nicht verbundenen Spannstahlwehrung 16 verbunden.
Zwischen den Riegeln 22 werden vorgespannte, verankerte Stahlbetonsammelbalken 23 angeordnet
und die nicht verbundene Spannstahlwehrung wird aufgelegt. Die Abstände zwischen
den Balken werden mit Leichtbeton 24 aufgefüllt. Nach
dem Erreichen der Projektfestigkeit des Betons wird die nicht verbundene
Spannstahlwehrung 16 gespannt und in den Stirnflächen der
Decke und der Säulen
befestigt.
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Danach
werden die einheitlichen Decken 14 des aufgebauten Teils
des Hauses mit der nicht verbundenen Spannstahlwehrung 16 aufgebaut,
die in den Diagonal- und Orthogonalrichtungen in jeder Zelle des
gebildeten Traggerippes 15 angeordnet ist, wonach ein weiterer
Aufbau von Schutzelementen nach der freien Planung der Wohnräume folgt.
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Zwischen
den aufgebauten Säulen
werden selbsttragende Elemente eingesetzt, die den Einbau von Wohn-
und Hilfsräumen
oder Komfortloggien ermöglichen.
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Die
Planung der Wohnungen unterscheidet sich abhängig von der Orientierung des
Hauses. Die Modernisierung wird ohne Umzug der Bewohner ausgeführt.
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Nach
Abschluss der Bau- und Montagearbeiten im Zusammenhang mit dem Errichten
des aufgebauten Teils des Gebäudes 2 werden
die Einwohner des alten Teils des Gebäudes in die Komfortwohnungen
des aufgebauten Teils des Gebäudes 2 umziehen,
und anschließend
werden die Arbeiten im Zusammenhang mit Verstärkung des Tragwerkes des alten
Teils des Gebäudes 1,
der vorgespannten nicht verbundenen Spannstahlwehrung 16,
welche auf der Oberfläche
der Tragwände
und der Decken untergebracht ist, siehe 5, 6,
vorgenommen, unter nachfolgender Umplanung der Erdgeschosse, zum Beispiel
ihrer Umbau in öffentliche
Gebäude
bzw. ein- und angebaute Parkplätze.
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Die
vorgespannte nicht verbundene Spannstahlwehrung 16 wird
auf der Oberfläche
der Platten der Tragwände 5 an
verschiedenen Seiten in Diagonalrichtungen und an der Innenseite
in Orthogonalrichtungen angeordnet. Siehe auch 5.
sie werden auch auf der unteren Oberfläche der Decken 7 in Diagonalrichtungen
und senkrecht zu Tragwänden 5, siehe 6,
angeordnet. Die vorgespannte nicht verbundene Spannstahlwehrung 16 wird
durch den Körper
der Stützelemente 12 durchgelassen,
welche über
die gesamte Höhe
des alten Teils des Gebäudes errichtet
sind, anschließend
wird sie mittels Hebewinde gespannt, bis die Tragfähigkeit
der Konstruktionen wiederhergestellt ist, und mittels Anker 20 befestigt. Danach
bleibt das Verbundsystem der vorgespannten nicht verbundenen Spannstahlwehrung 16 für die Erdbebenregionen
offen (wird mittels Trockenputz abgedeckt) oder es wird zusammen
mit Bauplatten des Gebäudes
in nicht seismischen Regionen einheitlich ausbetoniert. Die Verstärkung und
die Modernisierung werden innerhalb der Baustelle vorgenommen, ohne
kostspielige Demontagen der vorhandenen Konstruktionen.
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Von
der Fassadenseite des Hauses her werden in der ganzen Höhe die Treppen- bzw. Fahrstuhlbaugruppen 18 an
die letzten Treppenbaugruppen 10 des alten Gebäudeteils 1 angebaut.
An die mittleren Hauseingänge
werden die Fahrstuhlbaugruppen 17 in der Höhe des fünften Stocks
des alten Gebäudeteils 1 angebaut
und diese mit den Treppenbaugruppen 10 des alten Gebäudeteils 1 verbunden.
Im Erdgeschoss und im fünften
Stock sieht die Planung der Wohnräume ein Durchgangsflursystem
vor, das alle Treppen, Fahrstühle
und Treppen- bzw. Fahrstuhlbaugruppen des Hauses verbindet.
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Die
Planung der Wohnungen unterscheidet sich abhängig von der Orientierung des
Hauses.
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Der
Ausbau des Dachgeschosses des alten Gebäudeteils 1 wird nach
der Beendigung der Bauarbeiten unter Bildung eines technischen Stocks
ausgeführt.
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Das
technische Ergebnis der Konstruktion gemäß der Erfindung ist eine Vereinfachung
der Montage- bzw. Bauarbeiten unter einer Erhöhung der Tragfähigkeit
des Gebäudes
und der Sicherheitstechnik der Montage- bzw. Bauarbeiten.
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Literaturstellen
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- 1. Kutusov, V. N., Die Rekonstruktion von Gebäuden, M.
Vysschaja Schkola, 1981, S. 244–245.
- 2. Patent RF 112850, Kl. E04O, 23/00, Ƃ-Nr.
16, 10.06.98r., Prototyp
