RU2174579C2

RU2174579C2 - Construction of residential building of secondary development

Info

Publication number: RU2174579C2
Application number: RU99119031A
Authority: RU
Inventors: И.А. Василевский; Б.Д. Броннер; Ю.С. Воронков; Ю.К. Виноградов; В.Ф. Серафимович; Н.В. Канчели; В.Г. Корнилов; М.Д. Хазанов; Д.К. Чичкин
Original assignee: ЗАО "Курортпроект"
Priority date: 1999-09-03
Filing date: 1999-09-03
Publication date: 2001-10-10

Abstract

FIELD: reconstruction of residential and public buildings with building-on additional floors. SUBSTANCE: building structure has old part incorporating two or more floors, external and internal walls, ceilings, foundations, covering and roof, built-over external bearing pylons erected on independent foundation and separated from old part of building by settlement joints; top built-over floors with external and internal wall-beams and ceilings; external and internal wall- beams of built-over floors are joined by contiguous floors into spatial system of fixed geometry; internal transversal and longitudinal wall- beams may have breaks comparable with floor height as well as displacements of separate parts of wall-beams from longitudinal and transversal building axes as viewed from top. Alternative design solutions provide for installation of walls in beam breaks and in pylon bays, and arrangement of stained glasses along walls of existing building. EFFECT: enhanced utilization of strength of main bearing member materials; enlarged functional capabilities of design solutions. 3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при реконструкции жилых и общественных зданий с надстройкой дополнительных этажей. The invention relates to the field of construction and can be used in the reconstruction of residential and public buildings with a superstructure of additional floors.

Известны конструкции жилых домов вторичной застройки и способы их реконструкции:
1. Патент РФ N 2114960 предусматривает устройство обстройки с опорами на независимом фундаменте, наружных стен и ферм надстройки с опиранием их на двустоечные рамы с образованием консолей. Способ реконструкции здания по этому патенту характеризуется тем, что вокруг реконструируемого здания возводят обстройку и в квартирах реконструируемого здания монтируют дополнительную межквартирную перегородку и соединяют полученные одну над другой квартиры лестницей. Недостатком конструктивного решения является недостаточно эффективное использование прочностных свойств материалов наружных и внутренних стен надстраиваемых этажей, а также перекрытий надстройки. Это следует из того, что несущими элементами надстраиваемых этажей служат фермы, т. е. линейные несущие элементы, для которых перекрытия и внутренние стены являются нагрузкой. Недостатком способа реконструкции является недоиспользование несущей способности существующего здания при восприятии монтажных нагрузок.Known designs of residential buildings of secondary buildings and methods for their reconstruction:
1. RF patent N 2114960 provides for a building device with supports on an independent foundation, external walls and trusses of the superstructure with their support on two-frame frames with the formation of consoles. The method of building reconstruction according to this patent is characterized by the fact that an erection is being erected around the building to be reconstructed, and an additional inter-apartment partition is mounted in the apartments of the building under reconstruction and a staircase is obtained from one above the other apartments. The disadvantage of the constructive solution is the insufficiently effective use of the strength properties of the materials of the external and internal walls of the superstructure floors, as well as the superstructure ceilings. This follows from the fact that the supporting elements of the built-in floors are trusses, i.e. linear supporting elements for which floors and internal walls are a load. The disadvantage of the reconstruction method is the underutilization of the bearing capacity of an existing building with the perception of mounting loads.

2. Способ реконструкции здания (патент РФ N 2036291), включающий возведение вблизи стен здания несущих вертикальных опор и сооружение на них надстраиваемых этажей, отличающийся тем, что по периметру здания применяют буронабивные сваи с ростверком, на котором устанавливают несущие вертикальные опоры с одновременным устройством в уровнях перекрытий существующего здания дополнительных перекрытий и возведением наружных стен обстройки, с удалением затем кровельного покрытия существующего здания и с устройством сплошной предохранительной плиты, опирающейся на стены существующего здания. После этого на оголовки несущих опор монтируют несущие фермы, на которых производят надстройку вышележащих этажей. Недостатком этого способа является применение ферм, вследствие чего практически не используется несущая способность наружных и внутренних стен и перекрытий надстраиваемых этажей, которые в этой конструктивной системе являются нагрузками на фермы. 2. The method of reconstruction of the building (RF patent N 2036291), including the construction of supporting vertical supports near the walls of the building and the construction of built-in floors on them, characterized in that bored piles with a grill are used around the building perimeter, on which the supporting vertical supports are installed with a simultaneous installation in the levels of the floors of the existing building of additional floors and the construction of the outer walls of the building, then removing the roofing of the existing building and with the installation of a continuous safety plate s resting on the walls of the existing building. After that, bearing trusses are mounted on the ends of the bearing supports, on which the superstructure of the overlying floors is built. The disadvantage of this method is the use of farms, as a result of which the load-bearing capacity of the external and internal walls and floors of the superstructure floors is not used, which in this structural system are the loads on the farms.

3. Способ реконструкции зданий и сооружений (патент РФ N 2092668), включающий возведение по периметру существующего здания дополнительной несущей конструкции, на которую передаются нагрузки от перекрытий вновь возводимых этажей в виде сплошного жесткого диска в надстраиваемой части. Эти перекрытия выполняют с использованием поперечных балок в виде сплошного жесткого диска, например, из монолитного бетона. Недостатком этого решения является балочная схема несущих конструкций надстраиваемых этажей здания, в которой не используется несущая способность наружных и внутренних стен вновь возводимых этажей здания. 3. A method of reconstructing buildings and structures (RF patent N 2092668), including the construction of an additional supporting structure along the perimeter of an existing building, to which loads from the floors of newly constructed floors are transferred in the form of a solid hard drive in the built-in part. These ceilings are performed using transverse beams in the form of a solid hard disk, for example, of cast concrete. The disadvantage of this solution is the beam diagram of the supporting structures of the floors of the building, which does not use the bearing capacity of the external and internal walls of the newly constructed floors of the building.

4. Способ надстройки здания при реконструкции (патент РФ N 2116417), включающий устройство несущего каркаса на высоту существующего здания с опиранием его на буронабивные сваи с ленточным ростверком и последующую надвижку на несущий каркас укрупненных блок-секций надстройки в виде объемных структурных элементов. Недостатком этого способа является применение отдельных блок-секций и необходимость их последующего объединения в неизменяемую структуру, что требует применения большого количества соединительных деталей как в уровнях перекрытий, так и в продольных и поперечных стенах блок-секций, что существенно увеличивает материалоемкость и трудоемкость реконструкции. Кроме этого, для предварительной сборки блок-секций требуется дополнительная площадь в торцах зданий. 4. The method of building superstructure during reconstruction (RF patent N 2116417), including the device of the supporting frame to the height of the existing building with its support on bored piles with tape grillage and the subsequent slide on the supporting frame of the enlarged block sections of the superstructure in the form of volumetric structural elements. The disadvantage of this method is the use of separate block sections and the need for their subsequent integration into an unchanged structure, which requires the use of a large number of connecting parts both in the levels of ceilings and in the longitudinal and transverse walls of the block sections, which significantly increases the material consumption and the complexity of the reconstruction. In addition, for the preliminary assembly of the block sections, an additional area is required at the ends of the buildings.

5. Жилой дом вторичной застройки (патент РФ N 2112850), включающий старую часть дома, а также верхнюю надстроенную часть с наружными и внутренними поперечными и продольными балками-стенками из монолитного железобетона. Над пристраиваемой и старой частями дома размещается общее монолитное перекрытие, на всей площади которого или его части монтируется верхняя надстроенная часть дома. При этом, поперечные и продольные несущие стены нижних этажей надстройки выполняются усиленными в виде балок-стенок, а перекрытие над старой частью является обычным (прототип). Недостатками конструктивных и технологических решений по этому патенту являются:
- несущие наружные и внутренние балки-стенки не объединены в пространственную систему и работают как линейные элементы, на которые передаются нагрузки от междуэтажных перекрытий, при этом перекрытие над старой частью является обычным и, следовательно, не участвует в пространственной работе надстраиваемой части здания;
- надстраиваемая часть здания решена в обычных конструкциях, и при производстве работ недостаточно учитывается несущая способность существующего дома, что усложняет производство работ при его реконструкции;
- линейные балки-стенки, не объединенные перекрытиями в неизменяемую пространственную систему, не допускают устройства в них разрывов и(или) смещения их отдельных участков с осей здания, что существенно сужает планировочные возможности конструктивного решения;
- устройство с двух сторон дома эркеров и/или лоджий, в том числе между пилонами со стороны старой части дома, не исключает необходимости дополнительного утепления стен существующего дома в связи с повышением требований к теплозащите.5. Residential building of secondary development (RF patent N 2112850), including the old part of the house, as well as the upper superstructure with external and internal transverse and longitudinal beam-walls made of reinforced concrete. Above the attached and old parts of the house is a common monolithic ceiling, the entire built-up part of the house is mounted on the entire area of which or its part. In this case, the transverse and longitudinal bearing walls of the lower floors of the superstructure are reinforced in the form of beams-walls, and the overlap over the old part is normal (prototype). The disadvantages of constructive and technological solutions for this patent are:
- supporting external and internal beam-walls are not combined into a spatial system and operate as linear elements to which loads from interfloor ceilings are transmitted, while overlapping the old part is normal and, therefore, does not participate in the spatial work of the superstructure of the building;
- the built-in part of the building is solved in conventional constructions, and when carrying out work, the load-bearing capacity of the existing house is not sufficiently taken into account, which complicates the production of work during its reconstruction;
- linear beams-walls, not combined by ceilings in an unchanged spatial system, do not allow devices to breaks and (or) displace their individual sections from the axes of the building, which significantly narrows the planning possibilities of the design solution;
- the device on both sides of the house bay windows and / or loggias, including between the pylons on the side of the old part of the house, does not exclude the need for additional insulation of the walls of the existing house due to increased requirements for thermal protection.

Целью изобретения является устранение отмеченных недостатков, что достигается следующими конструктивными и технологическими решениями:
- наружные и внутренние балки-стенки надстроечной части здания совместно со смежными междуэтажными перекрытиями объединяют в геометрически неизменяемую пространственную систему, при этом внутренние поперечные и продольные балки-стенки в плане могут иметь разрывы, соизмеримые с высотой этажа, а также смещения отдельных их участков с продольных и поперечных осей дома. Объединение несущих элементов в пространственную систему позволяет более полно использовать прочностные свойства материалов балок-стенок и перекрытий, что в сравнении с применением линейных и плоскостных элементов (прототип) дает экономию материалов до 20%. Пространственная схема конструкции позволяет выполнять балки-стенки с разрывами, а также смещать отдельные их участки с продольных и поперечных осей дома, что существенно увеличивает архитектурно-планировочные возможности конструктивного решения. При этом, в разрывах балок-стенок и в пролетах возможна установка колонн (пилонов), объединяющих смежные перекрытия, что позволяет получить разрывы большей величины и соответственно дополнительно увеличить вариантность планировочных решений;
- наличие внешних несущих пилонов, располагаемых по периметру наружных стен, позволяет устраивать, при необходимости, витражи, полностью, либо частично, защищающие наружные стены существующего дома и увеличивающие их теплозащиту;
- с учетом того, что в процессе производства работ по надстройке этажей здания отсутствуют снеговые нагрузки, а также значительная часть временных нагрузок в старой части здания, имеется возможность использования ее несущих конструкций для передачи на них монтажных нагрузок при возведении первого надстраиваемого этажа. Это достигается тем, что вес перекрытия и балок-стенок передают через временные опоры на стены и чердачное перекрытие старой части дома. Затем, при возведении последующих этажей, монтажные нагрузки передают на надстроечные внешние несущие пилоны, предварительно демонтировав временные опоры на стенах и чердачном перекрытии старой части дома. Это упрощает технологию строительства и уменьшает его стоимость;
- возможным вариантом конструктивного решения, упрощающим технологию монтажных работ, может стать применение в балках-стенках и перекрытии первого надстраиваемого этажа жесткой арматуры, воспринимающей монтажные нагрузки с передачей их на надстроечные опоры.The aim of the invention is to remedy these shortcomings, which is achieved by the following structural and technological solutions:
- the outer and inner beams-walls of the superstructure of the building together with the adjacent floor floors are combined into a geometrically unchanged spatial system, while the internal transverse and longitudinal beams-walls in the plan can have gaps comparable with the height of the floor, as well as the displacement of their individual sections from the longitudinal and transverse axes of the house. The combination of load-bearing elements in a spatial system allows you to more fully use the strength properties of the materials of beam walls and floors, which in comparison with the use of linear and planar elements (prototype) gives material savings of up to 20%. The spatial design scheme allows you to perform beams-walls with gaps, as well as to shift their individual sections from the longitudinal and transverse axes of the house, which significantly increases the architectural and planning capabilities of the design solution. At the same time, in the gaps of the beam-walls and in the spans, it is possible to install columns (pylons) combining adjacent floors, which allows to obtain gaps of a larger size and, accordingly, to further increase the variability of planning decisions;
- the presence of external load-bearing pylons located around the perimeter of the external walls, allows you to arrange, if necessary, stained-glass windows that fully or partially protect the outer walls of the existing house and increase their thermal protection;
- taking into account the fact that during the process of building the building floors there are no snow loads, as well as a significant part of the temporary loads in the old part of the building, it is possible to use its supporting structures to transfer mounting loads to them during the construction of the first superstructure floor. This is achieved by the fact that the weight of the floor and the beam-walls is transmitted through temporary supports to the walls and the attic floor of the old part of the house. Then, during the construction of subsequent floors, the mounting loads are transferred to the superstructure external load-bearing pylons, having previously dismantled temporary supports on the walls and the attic floor of the old part of the house. This simplifies the construction technology and reduces its cost;
- a possible design solution that simplifies the installation technology can be the use of rigid reinforcement in the beam walls and the ceiling of the first superstructure floor, which accepts mounting loads and transfers them to superstructure supports.

На фиг. 1 показан план покрытия существующего дома, надстроечные пилоны и временные опоры для монтажа первого этажа надстройки. На фиг. 2 показан план этажа надстройки с размещением балок-стенок. На фиг. 3 дан фрагмент разреза по 1-1 на фиг. 1. In FIG. 1 shows a plan for covering an existing house, superstructure pylons and temporary supports for mounting the first floor of the superstructure. In FIG. 2 shows the floor plan of the superstructure with the placement of the beam-walls. In FIG. 3 shows a fragment of a section through 1-1 in FIG. 1.

Жилой дом вторичной застройки содержит старую часть дома с наружными и внутренними несущими стенами 1 и перекрытиями 2 (фиг. 1, 3). Надстраиваемая часть дома включает надстроечные внешние несущие пилоны 3, перекрытия 4, наружные и внутренние балки-стенки 5, имеющие в плане разрывы 6 (фиг. 2, 3). На фиг. 2 пунктирной линией 7 показаны габариты наружных стен старой части дома. На фиг. 1 и 3 показаны временные опоры 8, которые передают монтажные нагрузки от первого надстраиваемого этажа на внутренние стены и чердачное перекрытие старой части дома. Конструкции надстраиваемой части отделены от старой части дома осадочными швами 9 (фиг. 1, 3). Наружные стены существующего дома для повышения их теплозащиты могут быть защищены витражом 10. В местах разрывов балок-стенок и в пролетах могут быть установлены колонны (пилоны) 1. Надстроечные внешние пилоны 3 передают вертикальные и горизонтальные (ветровые, сейсмические) нагрузки на самостоятельные фундаменты в виде, например, буроинъекционных свай с раствором, отделенным швом от существующих фундаментов старой части дома (на фигурах не показаны). The secondary residential building contains the old part of the house with external and internal load-bearing walls 1 and ceilings 2 (Fig. 1, 3). The built-in part of the house includes superstructure external load-bearing pylons 3, floors 4, external and internal beam-walls 5, having breaks 6 in plan (Fig. 2, 3). In FIG. 2 dashed line 7 shows the dimensions of the outer walls of the old part of the house. In FIG. 1 and 3, temporary supports 8 are shown, which transfer mounting loads from the first superstructure to the internal walls and the attic of the old part of the house. The structures of the built-in part are separated from the old part of the house by sedimentary seams 9 (Fig. 1, 3). The outer walls of the existing house can be protected by a stained-glass window to increase their thermal protection 10. Columns (pylons) can be installed in the places of breaks of wall-beams and in spans 1. External superstructure pylons 3 transfer vertical and horizontal (wind, seismic) loads to independent foundations in form, for example, of injection piles with a solution separated by a seam from the existing foundations of the old part of the house (not shown in the figures).

Несущие конструкции надстраиваемой части дома опираются на пилоны 3 и состоят из перекрытий 4, объединенных с балками-стенками 5 в геометрически неизменяемую пространственную систему. При действии расчетных нагрузок в перекрытиях возникают осевые усилия сжатия-растяжения в зависимости от их положения относительно нейтральной поверхности изгиба и материал перекрытий работает в двух направлениях в их плоскости. Это обеспечивает более полное использование прочностных свойств материала в сравнении с прототипом. Балки-стенки и перекрытия могут быть выполнены из монолитного железобетона. Пространственная схема надстраиваемой части здания допускает устройство в балках-стенках разрывов 6, длина t которых может составлять 1...1,5 H, где H - высота этажа. В балках-стенках возможны смещения с продольных и поперечных осей здания (фиг. 2), величина которых e также соизмерима с высотой этажа. The supporting structures of the built-in part of the house are based on pylons 3 and consist of ceilings 4 combined with beam-walls 5 in a geometrically unchanged spatial system. Under the action of the calculated loads in the ceilings, axial compressive-tensile forces arise depending on their position relative to the neutral bending surface and the floor material works in two directions in their plane. This provides a more complete use of the strength properties of the material in comparison with the prototype. Beams-walls and floors can be made of monolithic reinforced concrete. The spatial diagram of the superstructure of the building allows the device in the beam-walls of the gaps 6, the length t of which can be 1 ... 1.5 H, where H is the height of the floor. In the beam-walls, displacements from the longitudinal and transverse axes of the building are possible (Fig. 2), the value of which e is also commensurate with the height of the floor.

Наружные несущие надстроечные пилоны могут быть использованы для устройства витража 10, защищающего наружные стены существующего дома, что исключает необходимость их дополнительного утепления (на фиг. 1 показан условно). External supporting superstructure pylons can be used for stained-glass window device 10, which protects the outer walls of an existing house, which eliminates the need for additional insulation (Fig. 1 is shown conditionally).

Способ реконструкции зданий заключается в следующем. После возведения надстроечных пилонов 3, крыша старого дома демонтируется, и на чердачное перекрытие и внутренние стены устанавливаются временные опоры 8, на которые передают монтажные нагрузки при возведении конструкций первого надстраиваемого этажа. Возведение последующих этажей производят с передачей нагрузок на надстроечные пилоны, предварительно демонтировав временные опоры 8. Вариант реконструкции зданий заключается в применении в балках-стенках и перекрытии первого надстраиваемого этажа жесткой арматуры, которой воспринимают монтажные нагрузки с передачей их на надстроечные опоры, не загружая конструкций существующего дома. The method of reconstruction of buildings is as follows. After the erection of the superstructure pylons 3, the roof of the old house is dismantled, and temporary supports 8 are installed on the attic floor and internal walls, to which the mounting loads are transferred during the construction of the structures of the first superstructure. The construction of subsequent floors is carried out with the transfer of loads to the superstructure pylons, having previously dismantled the temporary supports 8. An option for building reconstruction is the use of rigid reinforcement in the beam walls and the overlap of the first superstructure floor, which perceives mounting loads and transfers them to the superstructure, without loading the existing structures at home.

Таким образом, поставленная цель достигается: обеспечивается более полное использование прочностных свойств материалов основных несущих элементов здания и одновременно расширяются архитектурно-планировочные возможности конструктивного решения. Способ реконструкции позволяет использовать несущую способность существующего дома при производстве монтажных работ, что сокращает материальные и трудовые затраты. Thus, the goal is achieved: a more complete use of the strength properties of the materials of the main load-bearing elements of the building is ensured, and at the same time, the architectural and planning capabilities of the design solution are expanded. The reconstruction method allows you to use the bearing capacity of an existing house in the installation process, which reduces material and labor costs.

Claims

1. The design of a residential building of secondary development, including the old part containing two or more floors, external and internal walls, floors, foundations, roofing, superstructure external bearing pylons on an independent foundation, as well as upper superstructure floors with external and internal beams - walls and ceilings, characterized in that the pylons are separated from the old part of the house by a sedimentary seam, the outer and inner beams-walls of the superstructure floors are connected geometrically unchanged by interfloor ceilings spatial system, while the internal transverse and longitudinal beam-walls in the plan can have gaps, as well as displacements of their individual sections from the longitudinal and transverse axes of the house, commensurate with the height of the floor.

2. The design of the residential building according to claim 1, characterized in that in some gaps of the beam-walls and in the spans, pylons are installed that combine adjacent floors.

3. The design of the residential building according to claim 1, characterized in that the outer walls of the existing house are fully or partially protected by a stained-glass window.