СПОСОБ РЕКОНСТРУКЦИИ С УСИЛЕНИЕМ ЗДАНИЯ ПО ВСЕМУ ПЕРИМЕТРУ

СПОСОБ РЕКОНСТРУКЦИИ С УСИЛЕНИЕМ ЗДАНИЯ ПО ВСЕМУ ПЕРИМЕТРУ


RU (11) 2274718 (13) C2

(51) МПК
E04G 23/00 (2006.01) 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 29.04.2008 - прекратил действие, но может быть восстановлен 

--------------------------------------------------------------------------------

Документ: В формате PDF 
(21) Заявка: 2004116027/03 
(22) Дата подачи заявки: 2004.05.25 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2004.05.25 
(43) Дата публикации заявки: 2000.01.01 
(45) Опубликовано: 2006.04.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: RU 2092668 C1, 10.10.1997.

RU 2036291 C1, 27.05.1995. 

RU 2149964 C1, 27.05.2000.

RU 2081274 C1, 10.06.1997. 
(72) Автор(ы): Белов Максим Владимирович (RU); Раевский Алексей Николаевич (RU) 
(73) Патентообладатель(и): Пензенский государственный университет архитектуры и строительства (RU) 
Адрес для переписки: 440028, г.Пенза, ул. Г. Титова, 28, Пензенский государственный университет архитектуры и строительства 

(54) СПОСОБ РЕКОНСТРУКЦИИ С УСИЛЕНИЕМ ЗДАНИЯ ПО ВСЕМУ ПЕРИМЕТРУ

Изобретение относится к области строительства, а именно к усилению и реконструкции существующих зданий в условиях городской застройки. Способ реконструкции с усилением здания по всему периметру включает сооружение за пределами внешних стен металлического или железобетонного пространственного каркаса, жестко соединенного в узлах на всю высоту вокруг здания с зазором относительно стен, стоящего на собственном предварительно выполненном фундаменте. Устраиваются горизонтальные пояса жесткости в уровнях перекрытий по всему периметру, закрепленные на стенах здания через сквозные отверстия болтовыми соединениями из металлического профиля. Пояса жесткости также служат опорами для дополнительных перекрытий, которые укладываются в зазор между каркасом и существующим зданием. Под воздействием нагрузки от дополнительных перекрытий на пояса жесткости происходит обжатие существующих стен. Перекрытия строящегося каркаса следует располагать на 10-15 см выше перекрытий существующего здания с учетом осадки возводимой конструкции. Технический результат изобретения заключается в повышении несущей способности здания, увеличении сейсмоустойчивости, улучшении термо- и звукоизоляции. 3 ил. 




ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к области строительства, а именно к усилению и реконструкции существующих зданий в условиях городской застройки.

Известно устройство для усиления крупнопанельного здания, которое включает стальной каркас усиления в виде стоек, установленных на фундаменте вдоль вертикальных стыков наружных панелей и соединенных горизонтальными поясами жесткости, расположенными вдоль горизонтальных стыков панелей и стянутых в поперечном направлении здания цельными стальными тяжами. Тяжи пропущены через внутреннюю продольную стену по нижней поверхности плит перекрытия и закреплены концами на горизонтальных поясах жесткости. В направлении тяжей между горизонтальными поясами жесткости расположены ограничители сжатия, которые представляют собой пакет арматурных стержней, размещенных в стальной обойме. Ограничители сжатия жестко закреплены на нижней поверхности плиты перекрытия и зафиксированы на горизонтальном поясе жесткости и продольной внутренней стене. Продольная внутренняя стена усилена с обеих сторон предварительно напряженными распорками, соединенными между собой в уровне перекрытий и стянутыми с каркасом усиления торцевых панелей. Каркас, тяжи, ограничители и распорки покрыты слоем бетона и/или штукатурки и образуют единую конструкцию с наружными панелями, внутренней продольной стеной и плитами перекрытия (см. патент Россия №2081274, МПК E 04 G 23/00, 1997.06.10). 

К недостаткам этого известного способа стоит отнести высокую материалоемкость и дополнительную нагрузку на фундаменты от массы вводимых в конструкцию усиливающих элементов.

Также известен метод усиления каменных стен с нарушенной пространственной жесткостью устройством напряженных поясов. Сущность этого метода заключается в том, что в уровне перекрытий устанавливают в продольном или поперечном направлениях тяжы из круглой стали диаметром 28-35 мм. На углах здания для их обжатия устанавливают после натяжения поясов по вертикали обрезки уголков (Газета "Стройка" №14 "Усиление каменных конструкций" к.т.н. И.Чичерин, 2000 год).

Недостатком этого метода из-за разности температурных деформаций стали и кирпичной кладки является изменение усилия натяжения пояса в течение года в широких пределах. А именно, зимой оно увеличивается и может привести к разрыву пояса, а летом снижается. В результате трещины в стенах имеют возможность периодически раскрываться, а это недопустимо.

Известен способ реконструкции здания, который включает устройство с каждой стороны здания пилонов с опорой на фундамент существующего здания, а между ними ризалитов с опорой на местное усиление фундамента. Пилоны и ризалиты в уровне перекрытий существующего здания монолитно соединяют плитами и жестко связывают со зданием. Надстройку этажей производят с расширением здания на величину выступа ризалита с передачей нагрузки на пилоны и ризалиты (см. патент Россия №2149964, МПК E 04 G 23/00, 2000.05.27).

Недостатками этого способа являются значительная трудоемкость и сложность производства работ нулевого цикла и большая дополнительная нагрузка от конструкции обстройки и надстройки на нижележащие конструкции и основания фундаментов существующего здания, которая может привести к неравномерной осадке опор и разрушению конструкций.

Известен способ реконструкции здания, когда по периметру вне зоны сжимаемой толщи грунта основания под фундаменты здания устраиваются буронабивные сваи с ленточным ростверком, на котором возводятся несущие вертикальные монолитные опоры с одновременным возведением ограждающей теплой керамзито-железобетонной стены и дополнительных перекрытий в уровнях существующего здания после возведения конструкций обстройки до уровня покрытия существующего здания, разбирается покрытие существующего здания с устройством вместо него сплошной монолитной железобетонной предохранительной плиты, опирающейся на стены существующего здания. Затем на оголовки несущих вертикальных опор монтируются несущие фермы с параллельными поясами, на которых возводится надстройка вышележащих этажей. Затем производится частичная перепланировка помещений существующего здания путем разборки подоконных элементов наружных стен существующего здания и части существующих перегородок и установка новых перегородок (см. патент Россия №2036291, МПК E 04 G 23/00, 1995.05.27).

Данный способ является достаточно индустриальным и высокопроизводительным, однако в нем не учитывается осадка вновь возведенной конструкции, которая на менее прочных грунтах приведет к существенным перемещениям по высоте здания, причем надстройка каждого этажа добавит большую нагрузку и, соответственно, увеличит осадку.

Наиболее близким к изобретению с точки зрения части выполняемых работ является способ реконструкции зданий и сооружений, который предусматривает демонтаж крыши, внутренних перегородок и инженерных систем одновременно с возведением по наружному периметру дополнительной несущей конструкции на предварительно выполненных фундаментах, в качестве которой используют опорно-стержневой пространственный каркас из отдельных модулей. Каркас монтируют с зазором относительно существующих стен и по мере его возведения выполняют перекрытия в зазорах, совмещая их с существующими перекрытиями посредством деформационных швов. Перекрытия надстраиваемой части здания выполняют в виде сплошного жесткого диска после возведения наружного ограждения на поверхности каркаса (см. патент Россия №2092668, МПК E 04 G 23/00, 1997.10.10).

Недостатками вышеописанного способа является большое количество демонтажных работ и невозможность использования по своему назначению существующих помещений на период строительства (для жилых домов это требует отселения жильцов, а для общественных и промышленных прерывает рабочий процесс), что в свою очередь требует больших материальных затрат.

Задачей настоящего изобретения в связи с тем, что в процессе длительной эксплуатации под воздействием окружающей среды вследствие различных причин происходит физический износ строительных конструкций, снижение и потеря их несущей способности, деформации как отдельных элементов, так и здания в целом, является создание способа не просто реконструкции, а еще и усиления существующих зданий. Для этой цели необходимо решить следующие важные проблемы: повысить несущую и ограждающую способность зданий, увеличить полезную площадь здания при сохранении возможности полноценного функционирования существующих помещений на период строительства вне зависимости от погодных условий, улучшить термо- и звукоизоляцию, увеличить сейсмоустойчивость и продлить срок эксплуатации здания, преобразовать архитектурный облик и повысить комфортность проживания.

Задача согласно способу изобретения (способ реконструкции с усилением здания по всему периметру) решается за счет устройства по всему периметру дома за пределами внешних стен металлического или железобетонного пространственного каркаса с внешним ограждением, защищающего реконструируемое здание и воспринимающего внешние температурные и ветровые воздействия, жестко соединенного в узлах на всю высоту вокруг здания, образующего единую цельную конструкцию с зазором относительно стен, стоящего на собственном предварительно выполненном фундаменте.

Для усиления стен существующего дома устраиваются горизонтальные пояса жесткости в уровнях перекрытий по всему периметру, закрепленные на стенах здания через сквозные отверстия болтовыми соединениями из металлического профиля. Пояса жесткости также служат опорами для дополнительных перекрытий, которые укладываются в зазор между каркасом и существующим зданием. Под воздействием нагрузки от дополнительных перекрытий на пояса жесткости происходит обжатие существующих стен. Перекрытия строящегося каркаса следует располагать на 10-15 см выше перекрытий существующего здания с учетом осадки возводимой конструкции. Внешнее ограждение выполняется в соответствии с теплотехническим расчетом в зависимости от месторасположения по строительным нормам.

Технический результат, обеспечиваемый способом реконструкции с усилением здания по всему периметру, состоит в повышении несущей и ограждающей способности существующих зданий, в увеличении общей площади здания, в повышении сейсмоустойчивости, термо- и звукоизоляции, в продлении срока эксплуатации здания, в улучшении архитектурного облика и комфортности проживания.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 схематично изображен каркас по всему периметру дома с зазором относительно стен, аксонометрия.

На фиг.2 схематично изображен узел соединения каркаса с существующим зданием посредством дополнительных перекрытий, сечение.

На фиг.3 - то же более крупно и с внешним ограждением.

Способ осуществляют следующим образом. 

По периметру существующего дома 1 сооружают за пределами внешних стен 4 металлический или железобетонный пространственный каркас 2, жестко соединенный в узлах на всю высоту вокруг здания 1 с зазором относительно стен 4, стоящий на собственном предварительно выполненном фундаменте 3. Устраиваются горизонтальные пояса жесткости 5 в уровнях перекрытий по всему периметру, закрепленные на стенах 4 здания 1 через сквозные отверстия 6 болтовыми соединениями 7 на металлических пластинах 8. Пояса жесткости 5 также служат опорами для дополнительных перекрытий 9, которые укладываются в зазор. Под воздействием нагрузки от дополнительных перекрытий 9 на пояса жесткости происходит обжатие существующих стен 4. Перекрытия строящегося каркаса 2 следует располагать на 10-15 см выше перекрытий 10 существующего здания 1 с учетом осадки возводимой конструкции. После этого выполняется внешнее ограждение 11 в соответствии с теплотехническим расчетом в зависимости от месторасположения по строительным нормам.

Использованные источники

1. Патент Россия №2081274, МПК E 04 G 23/00, 1997.06.10.

2. Газета "Стройка" №14 "Усиление каменных конструкций" к.т.н. И.Чичерин, 2000 год.

3. Патент Россия №2149964, МПК E 04 G 23/00, 2000.05.27.

4. Патент Россия №2036291, МПК E 04 G 23/00, 1995.05.27.

5. Патент Россия №2092668, МПК E 04 G 23/00, 1997.10.10.




ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


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, отличающийся тем, что каркас выполняют жестко сопряженным 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 располагаются на 10-15 см выше перекрытий существующего здания с учетом осадки возводимой конструкции.