银川地区既有住宅加装电梯结构设计中应注意的几个问题

银川地区既有住宅加装电梯结构设计中应注意的几个问题
发布时间：2021-03-26T05:13:19.492Z 来源：《房地产世界》2020年18期作者：崔凯
[导读] 根据笔者在设计院完成的多项既有住宅加装电梯的实践经验，对加装电梯的结构选型、设计前期注意事项，结构的建模、计算，基础设计，上部结构设计、连接节点等问题进行探讨及阐述。

崔凯
银川市规划建筑设计研究院有限公司宁夏银川 750001
摘要：根据笔者在设计院完成的多项既有住宅加装电梯的实践经验，对加装电梯的结构选型、设计前期注意事项，结构的建模、计算，基础设计，上部结构设计、连接节点等问题进行探讨及阐述。

关键词：既有住宅；加装电梯；节点设计
随着时代的发展和我国面临的人口老龄化，在一些既有小区，住宅楼无电梯配套，且现有居民大多为老年人，出行不便。

为适应社会发展，进一步完善既有住宅的使用功能，提高居住品质，方便居民生活，满足老、弱、病、残、孕等住户群体对楼宇垂直交通的便利性需求，既有多层住宅加装电梯在银川地区正在逐步推进中。

本文根据近年来笔者完成的多部加装电梯的经验，对其中存在的若干结构设计问题进行探讨及阐述。

1加装电梯的结构选型及设计前期注意事项
加装电梯的结构形式宜选用质量轻、施工简便的结构，在银川地区通常采用钢结构，也可采用装配式混凝土结构与现浇混凝土结构等，因后两种结构形式较少采用，本文主要以钢结构进行论述。

加装电梯结构可与既有住宅结构设结构缝脱开，也直接与住宅结构相连；加装电梯结构与既有住宅结构间是脱开还是连接，取决于加装电梯结构自身安全性和稳定性、以及对既有结构安全性的影响程度进行分析和判断。

当加装电梯与既有结构设缝脱开时，其结构缝宽度不应小于120mm~150mm。

加装电梯前，应由委托方收集既有住宅的地勘报告、各专业施工图等原始资料；当资料不全时，宜进行必要的补充实测。

开始设计之前，应现场调查既有住宅现状与原施工图资料的相符程度，是否存在施工质量问题，是否存在地基变形等，从安全性、抗震性、地基变形三个方面分析加装电梯的可能性。

且在设计之初，应由委托方向设计方提供既有住宅的房屋安全质量检测报告。

目前，银川市内还存在一些上世纪八九十年代建造的砌体结构房屋，这些房屋普遍以预制条形楼板为主，无可靠抗震措施，且因住户后期装修造成部分承重墙体拆改并未采取加固处理措施。

此类住宅应在进行安全性鉴定及加固处理后，方可进行加装电梯的设计。

电梯的正常使用安全保证和抗震性能应由电梯生产厂家负责，其使用年限一般不低于15年。

结构的防火应满足《建筑设计防火规范》的要求。

结构构件的防火保护层材料及厚度，应根据加装电梯的防火等级对不同构件所要求的耐火极限进行设计。

2结构计算中应注意的事项
加装电梯的结构计算模型应与实际结构工作状态相吻合，当加装电梯与既有结构相连时，计算模型宜按包含既有结构部分（该部分计算模型宜按实际结构建模，当条件不允许且加装电梯结构侧向刚度较弱时，亦可按等效刚度进行等代建模）及独立加装电梯结构模型进行分别计算，并按计算结果进行承载力包络设计。

当加装电梯与既有结构脱开时，应对加装电梯结构进行单独计算，以保证电梯钢架自身能够独立承担恒荷载、活荷载、风荷载和地震作用，并应满足水平作用下的位移指标。

根据以往多部加装电梯的设计经验，因电梯钢架高宽比较大，通常风荷载为位移计算时的主控荷载，此时，设计时尤其需要注意基础的抗倾覆能力，以免发生电梯结构整体倾倒的事故。

3加装电梯的基础设计
银川市位于贺兰山东麓，黄河冲洪积平原的中心部位，地形平坦开阔，地面无切割，总的趋势是西南高，东北低，地面坡度平缓。

因银川地堑相对下降，在第三纪就形成了广布的湖盆，接受大量碎屑沉积物，成为白垩系、第三系为基底的银川平原。

银川平原第四系土层厚约1600余米，由于该地层厚度巨大，层位稳定、土质密实且均匀，在银川平原基底沿贺兰山走向分布的次生断裂带，至今尚未发现活动痕迹，所以该区域工程地质条件较稳定，是较好的建筑场地。

典型的土层分布情况从上往下依次为：第①层杂填土、第②层素填土，下部常见土层为粉土、粉质黏土、粉细砂。

银川既有多层住宅基础一般采用墙下条形基础、柱下独立基础、筏板基础或桩基础。

加装电梯基础设计时，应根据既有结构的施工图查明现有基础的尺寸、埋深、基底持力层、承载力以及室外管线、管沟的情况，尽量不影响既有结构。

当新增电梯与既有结构相连时，应考虑加装电梯与结构结构之间不同的沉降变形，可采用基底设置砂夹石垫层、设置竖向滑动支座等措施，来减少或避免沉降差对既有结构产生的影响。

当新增电梯与既有结构脱开时，也应控制加装电梯结构的最终沉降量，并考虑电梯结构与既有结构间的相邻沉降差。

无论加装电梯结构与既有结构是连接还是脱离，都应严格控制加装电梯的地基变形量，其基础沉降量不宜大于50mm，整体倾斜率不宜大于0.004。

加装电梯的基础形式宜结合电梯基坑的要求做成筏板基础，筏板厚度应满足电梯钢架柱脚螺栓的埋入深度要求且不小于400mm。

平面尺寸应满足地基承载力的要求。

筏板平面形心宜与结构竖向永久荷载的重心重合，当不能重合时，在荷载作用的准永久组合下，偏心距e宜满足下式：
e<=0.1W/A
式中：W-与偏心距方向一致的基础底面边缘抵抗矩
A-基础底面积
基础计算时，筏板的外扩尺寸应满足基础底面不出现零应力区的要求。

4加装电梯的结构设计
加装电梯的钢材宜采用Q235B及Q345B级低合金高强度结构钢。

其钢材性能应满足《建筑抗震设计规范》中第3.9.2条的要求。

加装电梯宜采用钢框架、钢框架-支撑结构体系，钢框架梁柱的节点宜采用刚接节点。

钢柱宜采用方钢管，方钢管截面不宜小于200X200X6，也可采用H型钢，H型钢截面不宜小于H200X200X6X8。

钢柱应沿井道四角布置，廊道长度超过1.8米时，宜在廊道处增设钢柱，钢柱应通高至顶层结构。

钢梁宜采用矩形钢管，钢管截面不宜小于200X150X5，也可采用H型钢，H型钢截面不宜小于H200X150X4.5X6。

钢梁应沿井道四周，按廊道标高布置。

井道四周、门洞顶、电梯吊钩、电梯轨道支架处应根据电梯产品技术条件要求增设钢梁，增加钢结构井道的抗侧刚度。

加装电梯井道结构上电梯荷载的大小及定位，应按电梯产品技术条件的要求确定。

廊道的恒荷载按实际建筑做法取值，活荷载不应低于2.5kN/m2。

计算加装电梯结构的风荷载效应时，风荷载体形系数宜取1.3。

当电梯结构的基本周期大于0.25s时，应考虑风压脉动对结构发生顺风向风振的影响。

因银川地区的抗震设防烈度为8度，加装电梯结构的钢柱柱脚应采用外包式刚接柱脚，钢柱应埋入柱墩内，柱底与筏板顶平齐，且埋入柱墩深度不宜小于3倍钢柱宽度。

混凝土柱墩应能承受钢柱脚传来的轴力、剪力和弯矩。

外包式柱脚的构造做法应满足《钢结构设计标准》（GB50017-2017）第12.7.7条的要求。

当电梯井道与小区内道路相邻时，井道底部从电梯基坑坑顶至1.2米高度应设置防撞墙，墙厚不宜小于200mm。

5新旧结构连接设计
加装电梯结构与既有结构之间的连接，应满足下列要求：1）连接节点的破坏，不应先于其连接的构件；2）埋件的锚固破坏，不应先于其连接件；3）锚固件、连接件、连接螺栓、连接焊缝均应满足重力荷载、风荷载及地震作用下的承载力要求。

既有结构连接处的混凝土结构构件强度不应低于C20；埋件采用的锚栓应采用有机械锁键效应的后扩底锚栓，也可采用定型化学锚栓。

严禁采用膨胀螺栓。

锚栓设计及抗拔力的检验，应按《混凝土结构加固设计规范》GB50367的有关规定执行。

加装电梯结构与既有结构相连的埋件，应埋置在钢筋混凝土构件上，埋板厚度不宜小于12mm，锚栓直径不宜小于12mm。

当加装电梯与既有结构相连时，根据不同情况，其连接节点应满足下列要求：
1）图1、用于加装电梯结构与既有结构间相邻沉降差异较小的情况：
1-1剖面 2-2剖面 3-3剖面
2）图2用于加装电梯结构与既有结构间相邻沉降差异较大的情况（剖面同上图）：
2-2剖面 3-3剖面
当加装电梯需要对既有结构的墙做局部开洞处理及需要拆除部分梁构件时，应由甲方委托专业的加固单位进行该部分的加固处理。

结语
1.从施工场地条件、施工周期以及对既有住宅的影响程度等情况来看，增设电梯的结构形式应优先采用钢结构。

2.在加装电梯的结构自身安全性和稳定性满足的前提下，加装电梯结构宜与既有住宅脱开，既避免了对既有住宅结构的影响，也简化了结构计算工作。

3.考虑到大多数既有住宅的客观现状，加装电梯结构设计使用年限以及既有住宅局部加固设计使用年限可不低于既有住宅后续使用年限，且不得少于30年。

4.无论加装电梯与既有住宅是脱开还是相连，加装电梯造成的既有住宅的墙体开洞情况无法回避，因此，对存在安全隐患的既有住宅加装电梯应慎重。

参考文献：
[1]唐小辉、李承铭、方林上海地区既有多层住宅加装电梯若干结构问题探讨[A].建筑设计，2096-3815（2018）02-0020-04.。