многофункциональное здание или сооружение каркасного типа

Формула изобретения

1. Многофункциональное здание, состоящее из одного или нескольких блоков, каждый из которых включает каркас из опорных столбов, установленных в фундаменте и балок, корпус, выполненный в виде ограждающих стеновых элементов и, по меньшей мере, одного перекрытия, образующих, преимущественно, жилые помещения, лестничные и/или лестнично-лифтовые узлы, и плоское горизонтальное покрытие, по меньшей мере, часть площади которого является проезжей частью здания или сооружения, при этом опорные столбы соединены с покрытием и перекрытиями вязкоупругими демпферными элементами, размещенными на их горизонтальных и/или вертикальных поверхностях, а под проезжей частью образовано этажное пространство, отделяющее проезжую часть от жилых помещений, в котором расположены каналы для проводки водо-газо-тепло- и энергоснабжения и/или каналы для отвода отработанного воздуха из жилых помещений.

2. Здание по п.1, отличающееся тем, что каналы для отвода отработанного воздуха из жилых помещений соединены с теплообменниками, располагаемыми на проезжей части или частично являются составляющими проезжей части.

3. Здание п.1, отличающееся тем, что, по крайней мере, одно перекрытие или его часть является проезжей частью.

4. Здание по п.1, отличающееся тем, что опорные столбы, перекрытие и покрытие выполнены из железобетона.

5. Здание по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено, по меньшей мере, одной вертикальной трубой для отвода сточных вод и выхлопных газов.

6. Здание по п.5, отличающееся тем, что вертикальная труба для отвода сточных вод и выхлопных газов расположена снаружи здания, или внутри здания, или внутри опорных столбов.

7. Здание по п.1, отличающееся тем, что, по меньшей мере, часть ограждающих стеновых элементов выполнена несущей и установлена на собственном фундаменте.

8. Здание по п.1, отличающееся тем, что смежные блоки здания могут быть равно- или разновысокими, расположены вплотную друг к другу или отдельно стоящими.

9. Здание по п.7, отличающееся тем, что перепад высот смежных блоков кратен высоте этажа.

10. Здание по п.6, отличающееся тем, что проезжие части смежных отдельно стоящих блоков соединены транспортной эстакадой.

11. Здание по п.1, отличающееся тем, что его проезжая часть снабжена шумоизолирующими экранами.

12. Здание по п.11, отличающееся тем, что на шумоизолирующих экранах закреплены электрифицированные рекламные щиты и/или солнечные батареи.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области строительства, в частности к конструкциям одно- или многоэтажных зданий или сооружений мультифункционального назначения, располагаемых в районах плотной застройки в городах-мегаполисах.

Известно, что потребность в отдельных видах строительных сооружений, площадях застроек и транспортных путей регулируется в соответствии с уровнем жизни и потребностями города. Так как города постоянно развиваются и растут, увеличивается и потребность в строительных площадях и транспортных путях, зачастую возникает ситуация, когда, например, центральная часть города не может быть расширена из-за отсутствия необходимого ресурса - площади застройки. Важные задачи, как, например, потребность в жилой площади и частный транспорт, невозможно решить одновременно. Стоимость земельных участков вырастает до невероятных размеров. Именно в центральной части городов с особой тяжестью возникают проблемы транспортного движения, загрязнения окружающей среды, экстремально высока арендная плата за жилую площадь, эксплуатационные расходы и т.д.

Единственно возможным решением считается возведение сооружений, включающих ограждающие элементы, опоры, установленные в фундаменты, покрытия и перекрытия, одни из которых являются либо проезжей частью, либо перекрытием наземной или подземной магистрали (RU 30764, RU 2189418, RU 2192514).

В известных решениях перекрытия сооружения, не являющиеся проезжей частью, предназначены либо для стоянки автотранспорта, либо служат пешеходными переходами, либо вместе со стеновыми ограждающими конструкциями образуют помещения для торговли. Использование данных сооружений для жилья не представляется возможным в связи с отсутствием в них конструктивных мер, уменьшающих шум и вибрацию от движущегося транспорта.

Известные сооружения также не решают и другую проблему строительных объектов города - проблему проводки водо-, газо-, тепло- и энергоснабжения в густонаселенных районах. Снабжение зданий осуществляется преимущественно по системе каналов, проложенных под землей. Такие каналы образуют сложные и дорогостоящие подземные сети. Из этого следует существенный недостаток, когда возникает необходимость доступа к находящимся под землей каналам в случае их повреждения, замены или модернизации.

Известно сооружение, включающее каркас из колонн и ригелей, перекрытие, покрытие и вибраторы, расположенные между опорными частями несущих перекрытий и несущими элементами здания - ригелями (SU 487209, кл. Е04В 1/18, 1975).

Известное сооружение локализует вибрацию от размещенного на участках перекрытия оборудования. Однако при значительных вибрационных нагрузках, которые могут возникнуть по всей площади перекрытия, наличие только вибраторов недостаточно.

Задача изобретения направлена на создание сооружения, решающего взаимосвязанные проблемы - недостатка жилой площади, транспортного движения и безупречной бесперебойной городской системы газо-, водо-, энерго- и теплоснабжения в районах высокой плотности населения, т.е. создание такого сооружения, которое интегрирует функции различных строительных объектов - жилого здания, эстакады, шахты энергоснабжения.

Данная задача решается за счет того, что многофункциональное здание состоит из одного или нескольких блоков, каждый из которых включает каркас из опорных столбов, установленных в фундаменте, и балок, корпус, выполненный в виде ограждающих стеновых элементов и, по меньшей мере, одного перекрытия, образующих, преимущественно, жилые помещения, лестничные и/или лестнично-лифтовые узлы, и плоское горизонтальное покрытие, по меньшей мере, часть площади которого является проезжей частью здания или сооружения, при этом опорные столбы соединены с покрытием и перекрытиями вязкоупругими демпферными элементами, размещенными на их горизонтальных и/или вертикальных поверхностях, а под проезжей частью образовано этажное пространство, отделяющее проезжую часть от жилых помещений, в котором расположены каналы для проводки водо-, газо-, тепло- и энергоснабжения и/или каналы для отвода отработанного воздуха из жилых помещений.

Каналы для отвода отработанного воздуха из жилых помещений соединены с теплообменниками, располагаемыми на проезжей части, или частично являются составляющими проезжей части.

По крайней мере, одно перекрытие или его часть является проезжей частью.

Опорные столбы, перекрытие и покрытие выполнены из железобетона.

Здание снабжено, по меньшей мере, одной вертикальной трубой для отвода сточных вод и выхлопных газов, которая может быть расположена снаружи здания, или внутри здания, или внутри опорных столбов.

По меньшей мере, часть ограждающих стеновых элементов выполнена несущей и установлена на собственном фундаменте.

Смежные блоки здания могут быть равно- или разновысокими, расположены вплотную друг к другу или отдельно стоящими.

Перепад высот смежных блоков предпочтительно кратен высоте этажа.

Проезжие части смежных отдельно стоящих блоков могут быть соединены транспортной эстакадой.

Проезжая часть здания может быть снабжена шумоизолирующими экранами, на которых закреплены электрифицированные рекламные щиты и/или солнечные батареи.

Изобретение поясняется чертежами, где изображены:

На фиг.1 - разрез многофункционального здания.

На фиг.2 - разрез здания с вертикальными опорными поверхностями.

На фиг.3 - разрез здания с лестничным узлом.

На фиг.4 - разрез и вид сбоку здания (ответвляющего) из разновысоких блоков.

На фиг.5 - вид сверху здания на фиг.4.

На фиг.6 - 4-уровневое сблокированное здание (реверсивное).

На фиг.7 - разрез сооружения с различным видом транспорта.

На фиг.8 - вид сверху ответвляющих зданий, объединенных с реверсивным зданием.

На фиг.9 - вид сверху отдельно стоящих реверсивных зданий.

На фиг.10 - разрез многофункционального здания, оборудованного вертикальной трубой для утилизации отходов.

На фиг.1 изображено многоэтажное сооружение в виде блока, включающего каркас, состоящий из опорных столбов 1, установленных в фундаментах 2, и поперечных балок (не показаны).

Опорные столбы 1 снабжены горизонтальными опорными поверхностями, выполненными в виде консолей 3 в уровне перекрытий, на которых размещены вибропоглотители - вязкоупругие демпферные элементы 4, соединяющие опорные столбы 1 с плитами перекрытия 5.

Расстояние между опорными столбами составляет предпочтительно не менее 6 м.

Перекрытия 5, также как и опорные столбы, предпочтительно изготавливают из железобетона. Каждое перекрытие одновременно служит потолочной плитой и половым перекрытием.

По крайней мере, одно перекрытие здания или сооружения или его часть также может быть использовано как несущая плита проезжей части для образования транспортной магистрали на каждом соответствующем этаже.

Перекрытие 6, перекрывающее последний этаж для увеличения жесткости, может быть выполнено арочного очертания.

В уровне фундаментов 2 опорные столбы могут быть также соединены вязкоупругими демпферными элементами 4.

Верхняя горизонтальная поверхность опорных столбов 1 также снабжена вибропоглотителями - вязкоупругими демпферными элементами 4, на которое опирается плоское горизонтальное покрытие 7 здания. По крайней мере, часть покрытия 7 является проезжей частью. Таким образом, конструкция плоского покрытия здания 7 одновременно является несущей конструкцией дорожного полотна.

Проезжая часть может быть многослойной, но преимущественно из железобетона, и конструируется в форме плит на вязкоупругих демпферных элементах 4 из особой резины.

Проезжая часть является верхней завершающей частью здания. Следующая часть сооружения является, преимущественно, жилой. Длина здания или сооружения может варьироваться в зависимости от соответствующей требуемой протяженности эстакады, поэтому в данном случае точные данные не указываются.

Вибрации, создаваемые проезжающими транспортными средствами, не ощущаются благодаря вибропоглотителям - вязкоупругим демпферным элементам, установленным в других частях здания. Таким образом, засыпающий ночью в квартире, расположенной в таком здании, не ощущает движущегося по проезжей части здания автомобиля.

Вязкоупругие демпферные элементы 4 представляют собой преимущественно блоки или плиты и состоят из одного или нескольких многослойных материалов. Это могут быть как особые эластомеры, так и обычная резина, в зависимости от исполнения и эксплуатации, и называться пластичными слоем. Плиты 8 вибропоглощающих демпферных элементов могут быть расположены, по меньшей мере, под частью нижней поверхности несущей конструкции покрытия или под всей его поверхностью.

Вязкоупругими демпферными элементами 4 могут также быть также пружинные гасители крутильных колебаний, изготавливаемые из стали или других материалов. Они могут быть выполнены по принципу действия амортизатора железнодорожных вагонов.

Перекрытия 5 и соединенные с ними стеновые ограждающие элементы 9 здания представляют собой корпус здания и образуют, преимущественно, жилые помещения, лестничные и/или лестнично-лифтовые узлы и т.д.

В стеновых элементах образованы окна 10.

По меньшей мере, часть стеновых ограждающих элементов может быть выполнена несущей и опираться на самостоятельные фундаменты 11 и таким образом быть изолированной от покрытия здания. Колебания и вибрации проезжей части при таком опирании не смогут достигать эксплуатируемой части здания. Они будут поглощаться уже в зоне опорных столбов, а оставшаяся доля колебаний будет поглощаться далее от опорных столбов по направлению к плитам перекрытия и, при наличии стен, к стенам здания.

Напольное перекрытие, обозначенное на фиг.1 позицией 12, не обязательно соединено с опорными столбами. Перекрытие 12 может быть установлено на фундаменты 2 или, так же как междуэтажное перекрытие, опираться на опорные столбы 1.

Дополнительное снижение шумового и вибрационного воздействия на жилую часть здания обеспечивается за счет образования под проезжей частью здания этажного пространства 13 (канальный этаж), ограниченного сверху и снизу соответственно конструкцией покрытия и перекрытия последнего этажа.

В данном этажном пространстве 13 под проезжей часть в специально отведенном канале проложена городская коммунальная проводка водо-, газо-, тепло- и энергоснабжения, что позволяет обеспечить простой нагрев проезжей части сооружения. В зимнее время года, когда верхняя часть сооружения, используемая в качестве проезжей части, подвергается обледенению и снежным заносам, это имеет немаловажное значение.

Также под проезжей частью сооружения могут быть проложены каналы, по которым транспортируется отработанный воздух из жилых помещений здания, это способствует нагреву транспортного полотна. Каналы могут быть упорядочены таким образом, чтобы происходил прямой теплообмен, или может быть установлен теплообменник для принятия тепловой энергии, которая далее подается на проезжую часть.

Таким образом, многофункциональное здание с этажным пространством 13 (шахтой энергоснабжения) и проезжей частью 7 интегрировано в сеть городского энергоснабжения и городской транспортной магистрали.

Согласно изобретению, наземное здание или сооружение может быть одноэтажным или многоэтажным и эксплуатироваться любыми видами транспортных средств. Предпочтительно же рассматривается движение легкового автотранспорта, осуществляемого на верхнем уровне здания.

Предпочтительное возведение малоэтажных зданий позволит осуществлять монтаж с привлечением большего числа строительных фирм, использующих стандартную технику и общедоступные материалы, что исключено при строительстве высотных зданий, для строительство которых требуются специализированные фирмы, специальные материалы и техника.

На фиг.2 показана конструкция многоэтажного здания с проезжими частями, расположенными на покрытии здания и на перекрытиях первых двух этажей. Последующие этажи 3-й и 4-й предназначены для эксплуатации сооружения.

Покрытие здания или проезжая часть является несущим элементом, выполненным с консольными свесами 14, подкрепленными с нижней его поверхности элементами усиления в виде подкосов 15. Один конец подкоса соединен с несущим элементом покрытия, а торец противоположного конца соединен с боковой вертикальной поверхностью столба вязкоупругим демпферным элементом 4.

Таким образом, вертикальные столбы могут быть снабжены как горизонтальными опорными поверхностями, так и вертикальными для демпферных элементов, размещенных в зоне расположения перекрытий и покрытия здания.

Опорные столбы 1 могут быть изготовлены вместе с вязкоупругими демпферными элементами и поставляться на стройплощадку в виде единого элемента.

Здание или сооружение может состоять из нескольких блоков, расположенных вплотную друг к другу. Смежные блоки могут быть равно- или разноэтажными. Перепад высоты между смежными блоками кратен высоте этажа и, предпочтительно, составляет высоту одного этажа.

Блоки здания или сооружения могут быть отдельно стоящими, и их проезжие части соединены транспортной эстакадой.

На фиг.3 показано сооружение в разрезе, выполненное из двух блоков 16 и 17, каждое из которых показано на фиг.1. Площадь зданий под проезжей частью используется полностью в качестве жилых квартир или офисных помещений. Оба блока объединены лестничным узлом 18, размещенным между ними. При такой форме исполнения проезжая часть/части может быть разделенной конструкциями лестничного узла и иметь два противоположных направления.

На фиг.4 показано здание, состоящее из блоков, имеющих разную высоту и этажность. При таком выполнении сооружения автотранспорт, движущийся по покрытию 19 (проезжей части) более высокого блока здания, попадает через полукруглый участок 20 на проезжую часть 21 блока, расположенную этажом ниже смежного блока и являющуюся ответвлением проезжей части 19 (фиг.5). Принцип полукруглой проезжей части, ведущей от одного этажа блока к другому этажу смежного блока, может применяться на многие этажи. Полукруглые проезжие части здания, ведущие от одного этажа к другому, могут быть использованы как подъезды и съезды, соединяющие магистрали наземного транспорта и надземного на уровне верха многофункционального здания, а также использованы в качестве многоэтажного гаража.

Таким образом, за счет разной высоты смежных блоков здания создается автомагистраль без перекрестков и светофоров.

На фиг.6 изображено здание (реверсивное), состоящее из 4-кольцевых частей 22-25, изображенных в разрезе, причем проезжая часть этих зданий является верхним завершением и трех частей, являющихся соединительными частями этого здания 26-28. Данное изображение поясняет, как по развязкам проезжей части автотранспорт может добраться в любую часть строительного здания или сооружения.

На фиг.7 показана форма выполнения заявленного сооружения в разрезе по аналогии с фиг.3 с той разницей, что на данной фиг.7 указывается дополнительная проезжая часть магнитной подвесной дороги.

На фиг.8 изображен вид сверху комплекса зданий, состоящих из ответвляющихся зданий 29, 30, 31 и реверсивного здания 32, соединенных городской транспортной эстакадой. Расположение зданий подобным образом позволяет обеспечить движение автотранспорта по частям сооружения А, В и С без использования светофора.

На фиг.9 показано бесконтактное, т.е. без использования светофорного регулирования, движение на перекрестках проезжих частей с несколькими проезжими полосами АБСД, пример которого приведен на фиг.3. Форма «лист клевера» реверсивных проезжих частей изображена на фиг.6. Участок строительного сооружения, на котором проезжая часть образует форму клеверного листа, выполняется с учетом паркинга, причем искривленная проезжая часть продолжается в форме спирали, таким образом, образуется многоэтажный гараж. По спиралевидным проезжим частям можно попасть к не показанным на чертеже отдельным уровням, а также частично к продолжению эстакад.

На фиг.10 изображен разрез многофункционального базисного здания, оборудованного, по меньшей мере, одной вертикальной трубой 33 для вывода выхлопных газов в канализацию, которые могут быть утилизированы, а также для отвода сточных вод.

Вертикальная труба 33 может быть установлена снаружи здания или внутри здания, а также внутри опорных столбов.

Проезжая часть здания 7 может быть оснащена шумозащитными экранами 34, на которых могут быть установлены электрифицированные рекламные щиты 35 и солнечные батареи 36, вырабатывающие электричество для дороги (проезжей части) и рекламных площадей.

Предлагаемое многофункциональное здание, в котором интегрированы помещения различного назначения (жилые, офисные помещения, гараж), транспортная дорога и пути энергоснабжения, обладает следующими преимуществами:

- снижение интенсивности движения автотранспорта на существующих (наземных) дорогах и ликвидация «пробок», т.е. разгрузка наземной автомагистрали;

- возможность отделения наземного пешеходного движения от автомобильного движения по верху зданий и соединяющих их эстакад, что обеспечит безопасность транспортной связи;

- отсутствие шума от движения транспорта на верхнем уровне за счет наличия демпферных элементов и изоляции жилых и общественных помещений от покрытия (проезжей части) за счет этажного пространства под проезжей частью;

- отсутствие запаха смога, поскольку выхлопные газы тяжелее воздуха выводятся по вертикальным сточным трубам в канализационную трубу;

- возможность расположения здания и его блоков с образованием транспортных развязок;

- использование дополнительного этажа для прокладки городских энергосетей.