周剛，陳港，張由，潘廷明，周偉，曹淑上

（重慶市建筑科學(xué)研究院有限公司，重慶 400016）

0 引言

伴隨著我國(guó)城市經(jīng)濟(jì)、人文意識(shí)的不斷發(fā)展，老舊小區(qū)的改造、擴(kuò)建需求正在不斷增強(qiáng)。 住建部、發(fā)改委、財(cái)政部共同印發(fā)的《關(guān)于做好2019 年老舊小區(qū)改造工作的通知》明確，老舊小區(qū)應(yīng)是建成于2000 年以前、公共設(shè)施落后影響居民基本生活，且居民改造意愿強(qiáng)烈的住宅小區(qū)[1]。 根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)匯總統(tǒng)計(jì)，截至6 月末，重慶新開(kāi)工改造城鎮(zhèn)老舊小區(qū)235 個(gè)，占年度目標(biāo)任務(wù)（729個(gè)） 的32.2%， 新開(kāi)工改造城鎮(zhèn)老舊小區(qū)涉及居民戶數(shù)12.02 萬(wàn)戶，占年度目標(biāo)任務(wù)（25.11 萬(wàn)戶）的47.9%。 老舊小區(qū)的改造工作已經(jīng)在如火如荼地進(jìn)行。

受制于建造時(shí)的設(shè)計(jì)理念及標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，老舊小區(qū)的公共配套設(shè)施有限，生活環(huán)境水平不高。 老舊小區(qū)的改造主要面臨升級(jí)停車設(shè)施、加裝電梯、房屋整體加固及綜合改造后智能運(yùn)維等幾個(gè)方面。 目前，在既有老舊小區(qū)中，無(wú)論是什么結(jié)構(gòu)型式的建筑，絕大多數(shù)是沒(méi)有設(shè)置電梯的，而老舊小區(qū)居住人群又以中老年人居多，居民生活極其不便，故老舊小區(qū)既有建筑加裝電梯問(wèn)題亟需解決。

本文基于工程實(shí)例，通過(guò)對(duì)新增不同結(jié)構(gòu)型式（混凝土結(jié)構(gòu)或鋼結(jié)構(gòu)）電梯、電梯與原主體結(jié)構(gòu)不同連接方式（剛接或鉸接）對(duì)原結(jié)構(gòu)的安全影響評(píng)估進(jìn)行探討、分析，以此為類似工程實(shí)踐提供一定的參考及借鑒。

1 工程背景

根據(jù)相關(guān)工程資料，該工程位于重慶市九龍坡區(qū)，于1996 年竣工后陸續(xù)投入使用，房屋結(jié)構(gòu)相關(guān)信息見(jiàn)表1[2-4]，房屋標(biāo)準(zhǔn)層結(jié)構(gòu)平面示意圖及擬新增電梯位置見(jiàn)圖1。

表1 房屋原結(jié)構(gòu)工程信息表

圖1 房屋標(biāo)準(zhǔn)層結(jié)構(gòu)平面示意圖及擬新增電梯位置圖

2 方案概況

因使用需要，該房屋亟需新增電梯。 新增電梯結(jié)構(gòu)可以采取分離式和整體式兩種，當(dāng)新增電梯高度較低、電梯結(jié)構(gòu)與原結(jié)構(gòu)變形差異較大，或電梯自身結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較好時(shí)可采用分離式[5]。 其他情況下，則需要新增電梯結(jié)構(gòu)與原結(jié)構(gòu)之間形成有可靠連接的整體。 該工程共五層，房屋總高約17m，新增電梯擬選擇整體式。

該工程擬新增電梯位于原房屋左側(cè)樓梯間旁，電梯井道尺寸為2100mm×2200mm， 樓梯立柱通過(guò)在各層分別設(shè)置連接件與原結(jié)構(gòu)梁、柱相連，計(jì)算模型（局部）結(jié)構(gòu)平面示意圖如圖2所示。 分別對(duì)電梯結(jié)構(gòu)與原結(jié)構(gòu)之間剛接、鉸接兩種連接方式進(jìn)行對(duì)比。 鋼結(jié)構(gòu)樓梯采用Q235B 方鋼管[6]，立柱截面尺寸為200mm×200mmx5mm，梁截面尺寸為150mmx150mmx4mm；混凝土結(jié)構(gòu)樓梯混凝土強(qiáng)度設(shè)計(jì)等級(jí)為C30， 柱截面尺寸為400mmx400mm，梁截面尺寸為200mmx400mm。

圖2 計(jì)算模型（局部）結(jié)構(gòu)平面示意圖

3 方案對(duì)比分析

首先通過(guò)對(duì)房屋原結(jié)構(gòu)及新增電梯后電梯相鄰的梁、柱[分別為軸（1）/（B）—（E） 梁（后記為L(zhǎng)1）、軸（C）/（1）—（3） 梁（后記為L(zhǎng)2）、軸（B）/（1）—（3）梁（后記為L(zhǎng)3）及軸（B）/（1）柱]內(nèi)力進(jìn)行對(duì)比，以此分析新增電梯對(duì)房屋結(jié)構(gòu)安全性的影響，然后通過(guò)對(duì)房屋新增電梯前后結(jié)構(gòu)周期等抗震參數(shù)及結(jié)構(gòu)位移指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比，依次分析新增電梯對(duì)房屋整體性的影響。

（1） 通過(guò)提取各種計(jì)算模型不同構(gòu)件內(nèi)力并進(jìn)行對(duì)比分析可知，當(dāng)新增電梯為混凝土結(jié)構(gòu)時(shí)，內(nèi)力變化較大。 L1 為新增電梯的直接連系梁， 其梁底正彎矩及梁頂負(fù)彎矩變化幅度均超過(guò)20%， 最大達(dá)27%；L2 梁頂負(fù)彎矩變化也較大， 變化幅度達(dá)到了25%。 新增電梯為鋼結(jié)構(gòu)時(shí)，內(nèi)力變化相對(duì)較小，變化幅度最大部位為L(zhǎng)1 梁頂負(fù)彎矩，其變化幅度最大約13%，其余梁內(nèi)力變化幅度均較小，基本不超過(guò)5%。

新增電梯為混凝土結(jié)構(gòu)時(shí)，相鄰柱的控制內(nèi)力以X 方向彎矩Mx 及軸力N 變化較大，最大變化幅度分別達(dá)69%及17%；新增電梯為鋼結(jié)構(gòu)時(shí)， 相鄰柱的控制內(nèi)力以X 方向彎矩Mx 變化較大，最大變化幅度達(dá)20%。

當(dāng)新增電梯與原結(jié)構(gòu)之間采用不同連接方式時(shí)，結(jié)構(gòu)型式相同情況下，L2 梁頂負(fù)彎矩變化幅度稍大（混凝土結(jié)構(gòu)變化約8%，鋼結(jié)構(gòu)變化約9%），其余梁內(nèi)力變化不大，有的可以忽略不計(jì)。相鄰柱的控制內(nèi)力以X 方向彎矩Mx 變化稍大（混凝土結(jié)構(gòu)變化約11%，鋼結(jié)構(gòu)變化約5%），其余柱內(nèi)力變化不大。

原結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)力對(duì)比見(jiàn)表2—表5。

表2 房屋原結(jié)構(gòu)梁內(nèi)力表（kN·m）

表3 房屋新增電梯后原結(jié)構(gòu)梁內(nèi)力相對(duì)變化表（%）

表4 房屋原結(jié)構(gòu)柱控制內(nèi)力表

表5 房屋新增電梯后原結(jié)構(gòu)柱控制內(nèi)力相對(duì)變化表（%）

（2） 提取各種計(jì)算模型的結(jié)構(gòu)周期及有效質(zhì)量系數(shù)，通過(guò)對(duì)比分析可知，當(dāng)新增電梯為混凝土結(jié)構(gòu)時(shí)，結(jié)構(gòu)周期相對(duì)變化較大（變化幅度約3%），其余參數(shù)變化幅度均很小，甚至可以忽略不計(jì)。 這是因?yàn)?，相?duì)于原結(jié)構(gòu)，新增電梯剛度及質(zhì)量均較小。

結(jié)構(gòu)周期及有效質(zhì)量系數(shù)參數(shù)對(duì)比見(jiàn)表6、表7。

表6 房屋結(jié)構(gòu)周期及有效質(zhì)量系數(shù)參數(shù)表

表7 房屋結(jié)構(gòu)周期及有效質(zhì)量系數(shù)參數(shù)相對(duì)變化表（%）

4 結(jié)語(yǔ)

（1） 新增電梯為混凝土結(jié)構(gòu)時(shí)內(nèi)力變化相對(duì)較大，新增電梯為鋼結(jié)構(gòu)時(shí)內(nèi)力變化相對(duì)較小。 項(xiàng)目立項(xiàng)階段應(yīng)合理選擇新增電梯結(jié)構(gòu)型式，避免施工及后續(xù)使用過(guò)程中對(duì)結(jié)構(gòu)造成可能的不當(dāng)影響。

（2） 新增電梯與原結(jié)構(gòu)之間采用不同連接方式對(duì)原結(jié)構(gòu)相鄰構(gòu)件影響不大，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)首先考慮房屋原結(jié)構(gòu)及新增樓梯的結(jié)構(gòu)安全性，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況及施工可操作性進(jìn)行選擇。