王 祥
(甘肅省建筑設(shè)計研究院有限公司,甘肅 蘭州730030)
目前我省城市老舊住宅加裝電梯工作持續(xù)推進(jìn),以2019年為例,年內(nèi)加裝電梯500部,同時政府在優(yōu)化辦理流程、督促進(jìn)度方面作了大量工作。作為我單位的施工圖審查機(jī)構(gòu),自2015年起至今,我們已陸續(xù)接收并完成多項“既有多層住宅樓加裝電梯設(shè)計”的施工圖審查工作,涉及全省范圍,現(xiàn)就結(jié)構(gòu)專業(yè)在設(shè)計審查中發(fā)現(xiàn)的問題以予總結(jié),供同行學(xué)習(xí)交流,如圖(1~2)所示。
圖1 施工中
圖2 完工后
老舊住宅加裝電梯項目所涉及的設(shè)計依據(jù)尚不明確,目前甘肅省“既有居住建筑新增電梯技術(shù)導(dǎo)則”正由“甘肅省建筑科學(xué)研究院”編制中(2019年5月13日已通過立項評審),本次結(jié)構(gòu)專業(yè)的設(shè)計總結(jié)也是筆者的工作總結(jié),并參考了《南京市既有住宅增設(shè)電梯設(shè)計導(dǎo)則》(2017)、《上海市既有多層住宅加裝電梯設(shè)計導(dǎo)則》(2011)。
老舊住宅加裝電梯作為改建項目一般為多層住宅樓,既有所有單元均加裝的,也有個別單元加裝的且不排除后續(xù)繼續(xù)加裝的可能性;設(shè)計中既有建筑是否進(jìn)行鑒定加固,上部結(jié)構(gòu)與既有建筑之間的連接或脫開,整體電算如何控制等問題都是我們關(guān)注的要點,以下從多個方面進(jìn)行描述。
1)設(shè)計前期需要收集既有建筑的地勘報告、施工圖紙,不全時應(yīng)進(jìn)行必要的補(bǔ)充、實測,而個別送審項目沒有收集、提供既有建筑施工圖,連基本的結(jié)構(gòu)體系、基礎(chǔ)形式都不明確,顯然是錯誤的。
2)設(shè)計方應(yīng)從安全性能、抗震性能、地基變形三個方面分析增設(shè)電梯的可行性,并將分析結(jié)果在結(jié)構(gòu)設(shè)計總說明中列出。
3)既有建筑采用磚砌體時,當(dāng)屬于沒有抗震設(shè)計、抗震措施的或墻體拆改情況嚴(yán)重的,增設(shè)電梯前必須鑒定、加固,注意該可靠性鑒定報告中必須包括抗震鑒定內(nèi)容。
4)既有建筑采用磚砌體且抗震構(gòu)造措施基本完整,墻體開洞應(yīng)盡量設(shè)置在樓梯外墻門窗處,此局部開洞對原結(jié)構(gòu)的整體抗震性能影響較小,不需要對既有結(jié)構(gòu)做抗震鑒定及整體抗震驗算,但開洞后的加固補(bǔ)強(qiáng)措施是需要的。
1)外加電梯的設(shè)計使用年限要明確,不低于既有建筑后續(xù)使用年限且不少于30年;具體要求見《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》(GB50023-2009)第1.0.4條要求。
2)外加電梯既是結(jié)構(gòu)也是電梯井道,一般采用鋼框架(井道樓層之間可增設(shè)框架梁以提高抗側(cè)剛度)、鋼框架-支撐(井道樓層之間增設(shè)鋼支撐以提高抗側(cè)剛度)結(jié)構(gòu)體系。
3)要明確建筑耐火等級、鋼構(gòu)件耐火極限,同時鋼柱、鋼梁耐火極限均不小于2h(通過防火涂料等措施以予保證)。
4)上部結(jié)構(gòu)與既有建筑之間既可設(shè)縫脫開,也可以連接,取決于電梯穩(wěn)定性、沉降差和對既有結(jié)構(gòu)安全性影響。
5)上部結(jié)構(gòu)與既有建筑之間設(shè)縫脫開時,縫寬不小于 120mm(砌體)、150mm(框架)。
1)增設(shè)電梯一般為貼建,依據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》(GB50007-2011)第 10.3.8條要求,明確要進(jìn)行沉降觀測;同時地基基礎(chǔ)設(shè)計等級不應(yīng)低于乙級。
2)基礎(chǔ)形式以減少沉降量、沉降差為主要目的,可采用樁-承臺+構(gòu)造(防水)底板,也可采用平板式筏基;采用筏基時,當(dāng)基底土層承載力較低或存在濕陷性時,應(yīng)進(jìn)行地基處理。
1)上部結(jié)構(gòu)與既有建筑之間相連時,一般新增電梯側(cè)向剛度占比較小,故整體計算時可不計入既有建筑,但要考慮等效剛度影響。
2)鋼結(jié)構(gòu)整體電算位移角按1/400從嚴(yán)控制(基于電梯軌道變形要求、保障電梯使用)。
3)上部結(jié)構(gòu)與既有建筑之間相連時,鋼結(jié)構(gòu)位移比不超過1.6。
4)應(yīng)進(jìn)行沉降驗算,且計算值宜控制在50mm內(nèi)(不管是否相連、沉降差的影響都是不利的,規(guī)范最嚴(yán) 120mm)。
5)電梯井道與連廊荷載分布明顯不均勻,當(dāng)基礎(chǔ)底面形心與恒載重心不重合時,應(yīng)補(bǔ)充偏心距驗算,具體計算見 《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》(GB50007-2011)第8.4.2條要求;同時基礎(chǔ)底面不應(yīng)出現(xiàn)脫離區(qū)(零應(yīng)力區(qū))。
1)上部結(jié)構(gòu)與既有建筑之間相連時,可采用化學(xué)錨栓、后擴(kuò)底錨栓,嚴(yán)禁采用膨脹錨栓,原因是膨脹錨栓受力時表現(xiàn)為脆性破壞,不得用于有抗震要求的連接。
2)上部結(jié)構(gòu)與既有建筑之間相連,沉降差小于20mm時連廊可兩端鉸接;沉降差異較大時,連廊鋼框架柱一端剛接、另一端鉸接。
3)鋼框架柱柱腳明確采用剛接,同時采用混凝土包裹至室外地面以上150mm。
1)電梯井道高度超過28m情況。目前可供參考的設(shè)計導(dǎo)則都是針對多層住宅,同時提供的電梯設(shè)計方案一般為單跨框架。在審查過程中發(fā)現(xiàn)個別送審項目電梯井道高度已經(jīng)超過28m,若采用上部結(jié)構(gòu)與既有建筑之間設(shè)縫脫開的結(jié)構(gòu)方案,則井道結(jié)構(gòu)單元屬于高層建筑,而依據(jù) 《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(GB50011-2010)第8.1.5條要求,高層的丙類建筑不應(yīng)采用單跨框架。
針對這種情況,建議采用無機(jī)房電梯,將建筑物高度控制在28m以內(nèi);或采取上部結(jié)構(gòu)與既有建筑之間相連的結(jié)構(gòu)方案,這樣增設(shè)的電梯與既有建筑屬于一個結(jié)構(gòu)單元,出現(xiàn)的局部單跨框架抗震等級提高一級即可。
2)地勘報告內(nèi)容不全面。當(dāng)提供的地勘報告比較老舊時,往往缺少場地土濕陷等級及下限深度、地下水位、場地水土腐蝕性、樁端極限端阻力等設(shè)計使用參數(shù),此時應(yīng)補(bǔ)充提供。