馮德安，文凱，趙曉斌，丁金堂

（1秀山華信國有資產(chǎn)經(jīng)營有限公司，重慶 401147；2重慶華筑建筑設(shè)計集團有限公司，重慶 401120；3重慶市建筑科學(xué)研究院，重慶 400016）

0 引言

老舊住宅，指初始取得房地產(chǎn)權(quán)證滿10年及以上的住宅。老舊住宅從使用功能、居住條件、出行條件等方面考慮，已落后于目前城市更新的速度。因此，為完善該類住宅使用功能、改善居住條件、方便居民出行，2017年6月重慶市人民政府辦公廳發(fā)布《重慶市老舊住宅增設(shè)電梯建設(shè)管理暫行辦法》，文件指示在本市城鎮(zhèn)范圍內(nèi)，國有土地上4層及以上未設(shè)電梯的老舊住宅外墻可申請增設(shè)電梯。目前，自政策發(fā)布以來不足兩年，老舊住宅加裝電梯仍處于起步階段，加裝電梯設(shè)計、施工等關(guān)鍵環(huán)節(jié)尚存在可深化研究空間。

目前，老舊住宅增設(shè)電梯多采用鋼框架結(jié)構(gòu)+鋼化玻璃維護型式，該結(jié)構(gòu)型式具有施工快捷、綠色環(huán)保等特點，視覺效果較混凝土結(jié)構(gòu)更輕盈，采光效果更好。設(shè)計時主要考慮電梯鋼結(jié)構(gòu)本身安全性和穩(wěn)定性。在保證結(jié)構(gòu)安全、實現(xiàn)建筑功能的基本要求下深化設(shè)計，通過關(guān)鍵技術(shù)研究能夠在一定程度上節(jié)約資源、控制工程建筑質(zhì)量水平，也能夠在建筑物藝術(shù)風(fēng)格、人文需求理念等方面滿足居民對高質(zhì)量生活水平的追求。

圖1 某小區(qū)加裝鋼框架電梯前后效果對照

表1 某老舊小區(qū)七層住宅增設(shè)電梯施工變形監(jiān)測分析

以某老舊小區(qū)七層住宅增設(shè)鋼框架結(jié)構(gòu)外觀電梯為例（圖1），本文將老舊住宅加裝電梯設(shè)計分為三個關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)進行設(shè)計研究：①電梯井基礎(chǔ)設(shè)計研究；②電梯鋼結(jié)構(gòu)與房屋原結(jié)構(gòu)節(jié)點連接設(shè)計研究；③房屋增延樓道板設(shè)計研究。

為驗證本次設(shè)計、施工效果，在施工過程中對房屋四大角及與電梯相連框架柱進行變形監(jiān)測，各主要施工階段主要變形監(jiān)測點數(shù)據(jù)詳見表1。

1 電梯井基礎(chǔ)設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)研究

1.1 某老舊小區(qū)增設(shè)電梯井道基礎(chǔ)

老舊住宅不管是磚混結(jié)構(gòu)還是框架結(jié)構(gòu)，增設(shè)電梯技術(shù)可行性大，僅需幾平米的電梯井通道空間。在不壓縮原住宅空間的前提下，為避免損傷原房屋結(jié)構(gòu)，可通過在外圍修建外掛電梯來解決[1]，其中貼墻式外掛電梯居多，位置宜選在原樓道進出口處，與原墻體距離一般設(shè)置在50cm以內(nèi)（圖2）。該類電梯井位置位于原房屋基礎(chǔ)外圍且有一定距離，能夠減少對房屋原基礎(chǔ)的擾動；也可縮短新舊結(jié)構(gòu)的連接距離，保證穩(wěn)固的連接效果。但缺點是該位置地下管線埋置較復(fù)雜，因此合理的電梯井基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)型式及最小的開挖深度，既可減少地下管線改造，也可降低造價成本，應(yīng)作為設(shè)計關(guān)鍵環(huán)節(jié)進行研究。

以某老舊小區(qū)七層住宅增設(shè)鋼框架結(jié)構(gòu)外觀電梯為例，其貼墻式外掛電梯井道地基基礎(chǔ)底面標(biāo)高設(shè)計在鑿除風(fēng)化嚴(yán)重巖層后略低于原樓房基礎(chǔ)深度，基礎(chǔ)持力層設(shè)置在中風(fēng)化巖層上，采用50cm厚筏板基礎(chǔ)。地坪線以下設(shè)置井道短墻，厚度25cm，井道短墻豎向主筋在基礎(chǔ)內(nèi)錨固長度不小于40d，電梯井基礎(chǔ)混凝土強度等級采用C35（圖3）。

根據(jù)施工過程監(jiān)測數(shù)據(jù)分析，在對原房屋基礎(chǔ)進行有效防護的情況下，增設(shè)電梯基坑開挖及電梯井施工對原房屋上部結(jié)構(gòu)及地基基礎(chǔ)無明顯影響[2]。

1.2 電梯井基礎(chǔ)連接形式關(guān)鍵設(shè)計

為增加基礎(chǔ)上下連接效果，電梯鋼框架柱與井道基礎(chǔ)采用Q235錨栓剛接，筏板基礎(chǔ)底部設(shè)置C20梅花形布置剪力鍵,插入中風(fēng)化巖層深度不小于1m（圖4）。

圖5 增設(shè)電梯與房屋原結(jié)構(gòu)節(jié)點連接立面布置圖（單位：mm）

圖3 增設(shè)電梯基礎(chǔ)立面布置圖（單位：mm）

圖4 鋼柱與基礎(chǔ)剛接及基底剪力鍵布置示意圖（單位：mm）

圖2 增設(shè)電梯基礎(chǔ)平面布置圖（單位：mm）

圖6 增設(shè)電梯與房屋原結(jié)構(gòu)連接短鋼梁梁端楔形蓋板平面圖（單位：mm）

圖7 加裝電梯房屋樓梯狀況、部分樓層無樓道板

2 電梯鋼框架構(gòu)與房屋原結(jié)構(gòu)節(jié)點連接設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)研究

2.1 某老舊小區(qū)增設(shè)電梯節(jié)點連接

由于鋼結(jié)構(gòu)自身重量小、結(jié)構(gòu)輕盈、外觀多色可選、造型豐富，增設(shè)電梯多采用該結(jié)構(gòu)類型[3]。以某老舊小區(qū)七層住宅增設(shè)鋼框架結(jié)構(gòu)外觀電梯為例，電梯框架四個角柱采用□200×200×5規(guī)格的Q235B方鋼管，中間設(shè)Q235B型鋼連接。電梯框架與原房屋主體采用型鋼+鋼板焊接、化學(xué)螺栓連接，螺栓孔為Ⅰ類鉆制孔，錨栓采用8.8級高強螺桿，單根錨栓的受拉承載力不小于25kN（圖5）。

根據(jù)施工過程監(jiān)測數(shù)據(jù)分析，該工程增設(shè)鋼結(jié)構(gòu)電梯由于通過錨栓傳遞荷載較小，在對相連接原結(jié)構(gòu)梁柱進行保護施工的情況下，對原房屋相連梁、柱無明顯影響[2]。

2.1 鋼框架強節(jié)點連接關(guān)鍵設(shè)計

對有抗震性能要求的梁柱剛性連接，在遭遇罕見強烈地震時，應(yīng)在構(gòu)造上保證電梯與房屋連接短鋼梁破壞先于節(jié)點破壞，保證梁柱節(jié)點的安全，即：采用“強柱弱梁、強節(jié)點弱構(gòu)件”的設(shè)計原則[4]。在不降低梁的強度和剛度的前提下，通過梁端加焊上下水平楔形蓋板，增強梁柱節(jié)點，防止因節(jié)點破壞造成的外掛電梯全部構(gòu)件破壞（圖6）。

3 房屋增設(shè)樓道板設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)研究

3.1 某老舊小區(qū)增延樓道板

圖8加裝電梯樓梯改造立面布置（單位：mm）

圖9 加裝電梯樓梯改造平面布置（單位：mm）

根據(jù)老舊住宅的平、立面結(jié)構(gòu)布置，增設(shè)電梯?？课恢眯柽x擇上下半個樓層。對于某些樓層無樓道板或原樓道板未延伸至樓梯間外墻的情況（圖7），就需將該位置樓道板做增設(shè)搭建或延伸處理（圖8、圖9），常用方法為墻面植筋[5]+樓板現(xiàn)澆，但模板支撐繁瑣、混凝土澆筑養(yǎng)護周期長，少量混凝土自拌質(zhì)量無法控制。本文中某老舊小區(qū)七層住宅增設(shè)鋼框架結(jié)構(gòu)外觀電梯同樣涉及到該類問題，因此壓型鋼板組合樓面[5]+檁條結(jié)構(gòu)是可行的替代方案，即由檁條+壓型鋼板替代滿堂支架和模板。該施工過程簡便，且成型后壓型鋼板能夠增加樓板承載能力。

根據(jù)施工過程監(jiān)測數(shù)據(jù)分析，該工程采用檁條+壓型鋼板處理樓道板增設(shè)搭建或延伸處理問題，在對相連接原結(jié)構(gòu)梁柱進行保護施工的情況下對原房屋相連梁、柱無明顯影響[2]。

3.2 房屋增設(shè)組合樓板關(guān)鍵設(shè)計

組合樓板中壓型鋼板使用壽命涉及鋼板質(zhì)量、建筑物使用環(huán)境等因素。一般壓型鋼板使用期限在8~15年左右，在滿足建筑功能、承載要求和方便施工的前提下，為提高壓型鋼板的覆蓋率和使用壽命，設(shè)計施工時采用以下思路：（1）根據(jù)主體結(jié)構(gòu)使用年限，對壓型鋼板做針對性的特殊防腐處理；（2）采用同材料鋼板做端頭封堵處理；（3）壓型鋼板設(shè)置梅花布置剪力鍵+周邊植筋，防止樓板開裂。

4 結(jié)論與展望

1）本文中設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)研究是在有效控制對原房屋基礎(chǔ)及相連梁、柱影響基礎(chǔ)上進行的，對目前老舊住宅增設(shè)電梯設(shè)計存在問題提出了詳細(xì)、明確的設(shè)計方案，并通過施工過程變形監(jiān)測驗證了設(shè)計方案的可行性。

2）本文中設(shè)計研究的電梯井基礎(chǔ)與上、下連接形式，可增加基礎(chǔ)上下連接效果，增強井道穩(wěn)定性，減少電梯運行過程中震動效應(yīng)，間接起到保護上部結(jié)構(gòu)安全性的作用。

3）本文中設(shè)計研究的電梯鋼框架與原房屋連接鋼梁梁端上下加焊水平楔形蓋板設(shè)計，在不降低梁的強度和剛度的前提下遇罕見強烈地震時，能保證鋼梁先于節(jié)點破壞，防止因節(jié)點破壞造成的全部構(gòu)件破壞。

4）本文中設(shè)計研究的增設(shè)樓道板設(shè)計，能夠有效防治樓板開裂，延長增設(shè)樓板使用壽命。