陳凡 朱善春 周永文

隨著人們生活水平的提高，很多小區(qū)在室外增設(shè)鋼結(jié)構(gòu)電梯，鋼電梯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在許多技術(shù)問題。現(xiàn)通過一個(gè)具體的工程實(shí)例做如下技術(shù)分析，以便讓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加合理。

一、工程概況

原建筑位于溫州市甌江三橋，為七層框架結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)高度為21.700，基礎(chǔ)采用鉆孔灌注樁。本工程所在區(qū)基本烈度六度，抗震設(shè)防類別劃分為標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防?；撅L(fēng)壓按0.60kN/m2，基本雪壓按0.40kN/m2。

本工程為在七層安置房兩個(gè)樓梯間外側(cè)附近新建兩部鋼結(jié)構(gòu)電梯，長度為2.6m，寬度為2.35m。在二層半至六層半設(shè)置連廊與樓梯間休息平臺(tái)相連，共5個(gè)。新增鋼結(jié)構(gòu)電梯及走廊均為鋼框架結(jié)構(gòu)，圍護(hù)結(jié)構(gòu)為安全中空玻璃和鋼骨架輕型外墻板。其平面圖立面圖如下：

新老建筑宜設(shè)置沉降縫，各自獨(dú)立，新建建筑不應(yīng)對原有建筑產(chǎn)生影響。但是這樣設(shè)計(jì)仍然存在幾個(gè)難以解決的問題：

1.高寬比太大，不符合規(guī)范要求；計(jì)算L/B=9.27＞6.5（《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》表8.1.2）。

2.柱底彎矩大，柱底傾覆彎矩較大 ，基礎(chǔ)出現(xiàn)超過15%零應(yīng)力區(qū)，計(jì)算結(jié)果如下。

二、存在的問題

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3.樁基需要考慮抗拔，由基底內(nèi)力計(jì)算結(jié)果可知，柱底存在向上的拔力，上拔力為170kN。

4.與原有建筑主樓連接的連廊懸挑較大，由此產(chǎn)生的彎矩較大。

三、設(shè)計(jì)方法

在層數(shù)不多，如四層以下，經(jīng)過計(jì)算能滿足規(guī)范要求的情況下，設(shè)置沉降縫，與原有建筑完全脫開，這當(dāng)然是最合理的做法?？墒?，層數(shù)較多，樓層較高，新增電梯與原有建筑設(shè)置沉降縫脫開，單獨(dú)建模設(shè)計(jì)，難度非常大。那么，新增電梯是否可以與原有建筑整體建模計(jì)算呢？本人覺得可以，但是連接節(jié)點(diǎn)要做合理設(shè)計(jì)。新增電梯與原有建筑的連接節(jié)點(diǎn)要設(shè)置豎向可變形的滑動(dòng)支座。水平風(fēng)荷載可由鋼結(jié)構(gòu)電梯與原有主樓共同承擔(dān)（多層鋼結(jié)構(gòu)電梯可以不考慮抗震），但是豎向荷載由鋼結(jié)構(gòu)電梯獨(dú)立承擔(dān)，能自由沉降，但是也要控制沉降量，不能對原有建筑產(chǎn)生沉降影響。設(shè)計(jì)方法如下：

1.整體建模后的計(jì)算結(jié)果

標(biāo)準(zhǔn)層平面布置圖如下左圖所示，柱底內(nèi)力見下右圖所示：

整體模型的抗傾覆驗(yàn)算見下表所示：

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由計(jì)算結(jié)果可見，柱底彎矩小很多，柱底傾覆彎矩也在合理區(qū)間，基礎(chǔ)零應(yīng)力區(qū)也符合國家規(guī)范的要求。但是整體建模后，原有建筑須進(jìn)行復(fù)核應(yīng)力配筋，若有不滿足，局部梁可進(jìn)行加固設(shè)計(jì)。

2.基礎(chǔ)

由于整體建模后水平風(fēng)荷載產(chǎn)生的彎矩由原有建筑共同承擔(dān)，鋼電梯基底彎矩未出現(xiàn)較大的彎矩，擬采用樁筏基礎(chǔ)，這種基礎(chǔ)本身抗傾覆能力較好，故經(jīng)過計(jì)算后基礎(chǔ)不再出現(xiàn)抗拔力，因此基礎(chǔ)只需考慮豎向承載力是否滿足規(guī)范要求即可。

四、節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

現(xiàn)在最關(guān)鍵的就是新增鋼電梯與原有建筑的連接節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)，節(jié)點(diǎn)需要做到既能傳遞水平荷載，豎向又可自由滑動(dòng)，故該節(jié)點(diǎn)做法有以下兩種：

節(jié)點(diǎn)做法一：

節(jié)點(diǎn)做法二：

五、結(jié)語

綜上所述，該小區(qū)新增鋼電梯與原有建筑連接采取可豎向滑動(dòng)的連接處理較為安全可靠，不過需要對原有建筑進(jìn)行安全鑒定并設(shè)計(jì)復(fù)核，若不滿足可加固設(shè)計(jì)，兼顧了經(jīng)濟(jì)性和可操作性。且為滿足基底零應(yīng)力區(qū)的規(guī)范要求，基礎(chǔ)在現(xiàn)場施工條件限制的情況下，采用樁基礎(chǔ)，樁采用鉆孔灌注樁，加強(qiáng)對鋼電梯以及原有建筑的沉降觀測，這不僅僅滿足了減小基礎(chǔ)沉降和降低了傾覆的風(fēng)險(xiǎn)，也大大地提高了電梯井的安全性。