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摘要:加裝電梯有獨立設(shè)置和與老建筑主體相連兩種布置方式，從當?shù)卣呒耙?guī)范具體的要求分析兩種方式的可行性及優(yōu)缺點，并結(jié)合工程實例說明兩種布置方式在設(shè)計時需要注意的幾個關(guān)鍵地方，從而理清加裝電梯的設(shè)計及審圖思路。

關(guān)鍵詞:加裝電梯;水平位移;柱腳錨栓;連接節(jié)點;化學錨栓

1技術(shù)背景

隨著經(jīng)濟發(fā)展及對老舊小區(qū)改造，老舊小區(qū)增設(shè)電梯的需求也越來越多，在加裝電梯的設(shè)計、審圖中對獨立設(shè)置還是與老建筑相連有一定的爭論，并在實際操作中有部分疑惑，故而對加設(shè)電梯的設(shè)計進行了梳理，希望對設(shè)計、審圖以及未來的甲方有一定的幫助。

2加裝電梯是獨立設(shè)置還是與老建筑主體相連

1)安徽省建設(shè)廳等四部門《關(guān)于城市既有住宅增設(shè)電梯工作的指導意見》(建房［2019］56號)要求新增電梯采用獨立結(jié)構(gòu)設(shè)計，確保增設(shè)部分和樓本體各自獨立［1］。合肥某小區(qū)增設(shè)電梯，如圖1所示設(shè)四根柱，走道外挑，外挑尺寸過大，穩(wěn)定性不滿足要求;如增設(shè)柱子，又受原建筑基礎(chǔ)的影響，或者對原建筑的使用及美觀影響較大;想要獨立設(shè)置，實際工程中是很難實施的。

2)合肥市住房保障和房產(chǎn)管理局、合肥市市場監(jiān)督管理局發(fā)布2020．4《合肥市既有住宅加裝電梯技術(shù)導則》第4．4．2條規(guī)定增加的總重量不大于原有建筑的總重量的5%時，可以單獨建模計算，不需要與原建筑連成整體計算，設(shè)計時可采用鉸接支座連接和滑動支座連接［2］。

3獨立設(shè)置電梯結(jié)構(gòu)的設(shè)計、審圖需要注意事項

1)合肥某小區(qū)增設(shè)電梯，如圖1平面布置圖及圖2模型圖，基本風壓0．35，雪壓0．7，7度設(shè)防，0．1g，Ⅱ類場地土，高寬比為7．25，通過計算分析，結(jié)果如下。

2)風荷載作用下水平位移:由計算結(jié)果可以來看出:最大層間位移角為1/217，風荷載作用下水平位移較大，見表1。X方向風荷載作用下的樓層最大位移，《鋼規(guī)》鋼結(jié)構(gòu)層間位移角限值為1/250，《合肥市既有住宅加裝電梯技術(shù)導則》限值為1/400，可以看出，離滿足規(guī)范要求還有較大差距，這就需要進一步增強結(jié)構(gòu)的整體剛度，如增加梁柱截面，增加支撐等。整體穩(wěn)定性:高寬比大于4的建筑，基礎(chǔ)不宜出現(xiàn)零應(yīng)力區(qū)。從圖3計算結(jié)果可看出，筏板基礎(chǔ)外挑1．2m，在風荷載組合作用下出現(xiàn)了零應(yīng)力區(qū)。通過基礎(chǔ)大小及增加配重控制不出現(xiàn)零應(yīng)力區(qū)，見圖4。可以看出，整體穩(wěn)定性是獨立設(shè)置電梯的關(guān)鍵，并且隨著主體結(jié)構(gòu)外挑尺寸加大，穩(wěn)定性愈差，另外應(yīng)注意輸入恒荷載時不能隨意加大，否則結(jié)果偏不安全。

3)柱腳錨栓:通過表2計算結(jié)果，可以看出柱底有較大拉力，錨栓為拉彎組合控制。柱腳螺栓需要直徑32mm，此處柱腳螺栓還是不小的。由以上分析:獨立設(shè)置電梯受力清晰，抗震效果較好，但設(shè)計時應(yīng)注意以上三點;同時也需要指出的是，這種方式的工程造價較高，給老百姓增加較大負擔。

4與主樓連接電梯結(jié)構(gòu)的設(shè)計、審圖需要注意事項

1)老建筑的安全性鑒定及連接部位進行結(jié)構(gòu)檢測。《合肥市既有住宅加裝電梯技術(shù)導則》第4．2．1條規(guī)定新加電梯與原有建筑連接時，應(yīng)對原建筑進行結(jié)構(gòu)安全性評估，只有Asu及Bsu級時可以連接，Csu級時需加固處理后方能連接，Dsu級不能進行加裝電梯。與新加電梯結(jié)構(gòu)相連的原結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)進行結(jié)構(gòu)檢測，確保原結(jié)構(gòu)的安全及為相連構(gòu)件的計算提供依據(jù)。

2)連接構(gòu)件復核。需要對連接構(gòu)件進行復算，復算加固標準應(yīng)按現(xiàn)行規(guī)范進行。

a．《合肥市既有住宅加裝電梯技術(shù)導則》第4．2．3條規(guī)定新加電梯與原有建筑連接處宜設(shè)計成滑動連接，同時對連接構(gòu)件進行復核計算，不足時應(yīng)進行加固處理。b．《合肥市城鄉(xiāng)建設(shè)局關(guān)于進一步加強全市房屋建筑工程抗震管理的通知》合建［2019］255號文規(guī)定:已有建筑的改建、加建、擴建或加固時，要求進行重新設(shè)計，承載能力極限狀態(tài)的計算應(yīng)滿足現(xiàn)行規(guī)范及標準的要求［3］。實際操作過程中應(yīng)該按上述規(guī)定:依照現(xiàn)行規(guī)范設(shè)計，但執(zhí)行有難度，筆者認為:按老規(guī)范復算，滿足要求時，可不進行加固，但使用年限仍按原使用年限;按老規(guī)范復算，不滿足要求時，應(yīng)按新規(guī)范進行加固，使用年限按新的設(shè)計年限使用，這樣更具實際操作性。3)設(shè)計計算。a．與老建筑整體計算:需要考慮不同材料的阻尼比。b．加裝的電梯單獨建模，與主體連接處設(shè)置不動鉸接點的計算:通常新加鋼結(jié)構(gòu)電梯結(jié)構(gòu)質(zhì)量不足既有建筑的5%，可以單獨計算，并在與主體連接處設(shè)置約束。通過合肥某加裝電梯工程(如圖5，圖6所示)來介紹注意事項:基本風壓0．35kN/m2，雪壓0．7kN/m2，7度設(shè)防，0．1g，Ⅱ類場地土，高寬比為7．25。位移及剛度計算結(jié)果:經(jīng)計算:X向位移角為1/953，Y向位移角為1/1261，根據(jù)計算結(jié)果可以看出風荷載下層間位移角是滿足規(guī)范要求的，并且位移角很小。層間位移比:根據(jù)《導則》第4．4．1條規(guī)定是可以適當放寬的。層間剛度計算結(jié)果見表3，Y向?qū)娱g剛度有突變，經(jīng)多種軟件計算，均會在相同位置出現(xiàn)突變，這也是正常的，本工程在電梯結(jié)構(gòu)層3層～6層與主樓有約束，本項目2倍地震力對結(jié)構(gòu)影響很小，可以放松結(jié)構(gòu)的抗震構(gòu)造措施及對某些抗震指標要求。否則，則應(yīng)使其剛度盡量接近，在1層～2層也做走廊與主樓拉結(jié)，這個走廊建筑是不需要的，僅僅為結(jié)構(gòu)服務(wù)的。風荷載的問題:建模為了真實反映實際情況，將固定玻璃幕墻及軌道的梁輸入模型，查看風荷載，風荷載受荷圖見圖7，從圖7可以看到風荷載部分缺失，由于風荷載對結(jié)構(gòu)的安全起控制作用，這就導致后面的結(jié)果都不安全，計算時應(yīng)注意。與老建筑連接的節(jié)點:與老建筑相鄰的約束，限制新加電梯結(jié)構(gòu)整體的變形，確保整個結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，所以這個節(jié)點很重要，需要著重計算。與老建筑相連一般采用化學錨栓連結(jié)，著重對化學錨栓進行設(shè)計。1)化學錨栓的構(gòu)造要求:a．混凝土厚度h不應(yīng)小于hef+2d0，且h應(yīng)大于100mm，d0為鉆孔直徑。b．錨栓最小間距和最小邊距6dnom，dnom為錨栓外徑。可以看出混凝土基層厚度為200mm時，最大錨栓直徑為M16。混凝土基層厚度為250mm時，最大錨栓直徑為M20。2)化學錨栓的計算:查看約束內(nèi)力(取頂層)如表4所示。找出最不利組合對埋件、化學錨栓進行計算，化學錨栓計算結(jié)果如下:受拉承載力計算:錨栓鋼材受拉破壞驗算:Nrd．s=70．1kN，混凝土椎體破壞驗算:Nrd．c=53．6kN，混合破壞驗算:Nrd．p=122．8kN，混凝土劈裂破壞驗算:Nrd．sp=38．2kN;受剪承載力計算:錨栓鋼材受剪破壞驗算:Vrd．s=35kN，混凝土邊緣受剪破壞驗算:Vrd．c=25．3kN。混凝土剪撬破壞驗算:Vrd．cp=128．7kN;拉剪復合受力承載力計算:拉剪復合受力錨栓鋼材破壞驗算:應(yīng)力與抗力比值=0．12，滿足且有較大富余，拉剪復合受力混凝土破壞驗算:應(yīng)力與抗力比值=0．99;最終起控制作用的是拉剪復合受力混凝土破壞驗算。由此可以看出:第一，影響化學錨栓群承載力的主要因素是:基層混凝土，如:強度、幾何尺寸(厚度、剪力方向的自由邊尺寸等)。第二，化學錨栓群受基層混凝土影響，最終承載力偏低。因而對約束節(jié)點設(shè)計，建議如下:a．釋放彎矩、扭矩約束，減少約束內(nèi)力的種類，使化學錨栓的節(jié)點受力簡單。b．建議對連接錨栓的梁，采取增大混凝土截面加固，以提高化學錨栓承載力，同時加強該梁的承載力。c．與柱連接時，一般柱的承載力是沒有問題的，但化學錨栓受水平截面尺寸(350mm，400mm)影響導致承載力不高，可以在剪力方向的自由邊尺寸較小的方向或拉力方向，設(shè)置帶位移約束，適當減小內(nèi)力。

3)化學錨栓應(yīng)進行承載力檢測。GB50550—2010建筑結(jié)構(gòu)加固工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范第20．3．1條規(guī)定［4］需要進行錨固承載力現(xiàn)場檢驗，即拉拔試驗。與老建筑連接的鋼梁節(jié)點:此處鋼梁節(jié)點承受三個方向的力V(豎向剪力)、N(軸向拉力)、F(螺桿方向)，該節(jié)點目前PKPM，YJK，3D3S均無法自動讀取荷載驗算，需要人工找出該節(jié)點各工況組合值，包絡(luò)取最不利。

5鋼結(jié)構(gòu)電梯注意事項

1)風荷載:比較敏感，承載力計算應(yīng)放大1．1倍。2)阻尼比取值:鋼結(jié)構(gòu):a．計算風荷載阻尼比。無填充墻:0．01，有填充墻:0．02，荷載規(guī)范8．4．4;b．計算地震力的阻尼比，不大于50m，0．04，抗規(guī)8．2．2。3)后續(xù)電梯結(jié)構(gòu)的維護，及后置錨件的檢查間隔時間。

6結(jié)語

1)加裝電梯是獨立設(shè)置以及與老建筑主體相連的都是可以的，但獨立設(shè)置的結(jié)構(gòu)布置造價更高。

2)獨立設(shè)置電梯結(jié)構(gòu)的需注意:風荷載下水平位移、整體穩(wěn)定性、柱腳錨栓、基礎(chǔ)短柱強度及裂縫控制等。

3)與主樓連接電梯結(jié)構(gòu)需要注意:a．老建筑的安全性鑒定及連接部位進行結(jié)構(gòu)檢測。b．連接構(gòu)件復核。c．設(shè)計計算:阻尼比、各種指標的分析、風荷載部分缺失、與老建筑連接的節(jié)點、與老建筑連接的鋼梁節(jié)點等。

作者：熊文凱 徐慧珠 單位：安徽省城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計研究院有限公司 安慶市城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計院