tendenziell ist so einiges möglich hehe - aber ich bezweifele, daß ohne zusätzliche statische Maßnahmen auf einem Hallendach (= Träger auf 2 Stützen)  ein Gebäude aufgesetzt werden kann, selbst nicht in Leichtbauweise. 
Auf einen Betonkern/Betondecke schon eher - mir fällt da dieses Projekt in Rotterdam zu ein: 
Ein Parasit für Rotterdam
auch heft 12/2006 der Detail scheint sich damit zu befassen: 
Mansarde, Parasit oder Symbiont? Strategien zur Nachverdichtung auf dem Dach