高层住宅建筑施工电梯加固设计及施工

李西宝

摘要：随着电梯使用年限的不断增加，一些旧电梯的技术配置已明显落后，整机运行情况也不理想。而且修理次数和费用增加，故障率高，很多零部件已停止生产，使用过多的替代品并不能确保良好的性能。在紧急修理中由于缺少配件使电梯不能及时投入使用的情况时有发生。这样使得日常的维护保养已不能保证电梯正常使用。这时电梯改造即能解决根本问题，又比更换一台设备节约资金。这就要求必须通过合的方案设计以及节点的设计以实现新增电梯的工程的安全实施和正常的使用。

关键词：高层建筑;新增电梯;钢结构电梯井;加固外强;方案设计

一、计方案的选择

建筑新增电梯工程结构设计主要是电梯基坑、电梯井道、电梯机房三个部分的改造设计，通过合理结构的选型和节点的设计，使得新增电梯能够很好的与原结构共同的作用。新增电梯的电梯井、电梯机房可采用钢筋混凝土结构和钢结构两种，其结构形式都有其优点和缺点。

（一）钢筋混凝土电梯井道设计。其优点是结构刚度好、造价低，但缺点是结构重、工期长。另外，施工中应设置塔吊或井架作为垂直运输，塔吊或井架必须附着在原建筑外墙上，否则会损坏新建筑外墙。另外，从结构体系上考虑，如果新建钢骨混凝土电梯井道与建筑隔震缝分离，电梯井高宽比过大，无法满足结构抗倾要求;如果电梯井与主体连接，新旧结构的连接节点处理困难，特别是电梯井与主体连接后，建筑物抗侧力结构的钢中心偏移。根据经验计算，部分框架梁、柱的截面和配筋不能满足要求。

（二）钢结构电梯井道结构重量轻，安装方便，施工速度快。由于其重量轻、钢度小，与原建筑连接后对结构影响不大。其缺点是作为电梯井道，由于其刚度相对较小，结构在水平荷载作用下变形较大，节点或构造措施不当，结构变形会影响电梯的正常使用。

二、增设电梯的方式

（一）捆绑式附加电梯

是指当建筑物较高时，新电梯井道“高宽比”超限或新旧建筑物难以分离时，应将新增电梯结构与原结构设计连接在一起。在设计中，可采用植筋、加梁、柱加固原有结构构件的方法，使延长电梯井与原建筑融为一体。在结构计算中，应将整个建筑结构作为一个整体重新计算。如果条件受到限制，还可以部分提取与电梯相关的结构进行建模和计算。该方法计算精度较低，但不影响结构安全使用。在补桩设计中，应控制桩的承载力，并对桩的承载力留有更多的余量，以保证原建筑类似构件的内力不会因电梯的膨胀而增大。

（二）预埋所谓的增层电梯

是针对一些不允许破坏外观的建筑物，在里面有合适的地方改造成电梯间。此时，原有的梁柱可以满足电梯附加荷载的要求。为了减少附加荷载，不需要在井道周围砌墙，因为在电梯井道周围设置构造柱，在半层设置梁，形成钢筋混凝土井道的小框架，可以满足电梯导轨的安装要求，砖墙是多余的。在结构计算中，可以将结构柱转换成新的荷载形式参与计算。当整体运行受条件限制时，也可对各楼层进行局部建模，即只考虑改造电梯增加的荷载。将得到的内力与原结构相邻构件的内力叠加，并对结果进行校核。对不符合要求的构件可进行加固，以达到安全使用的目的。另外，在增加电梯点选择时，要特别注意原地基的布置位置，并尽量选择能放下电梯坑的基础位置，以减少原有地基上的过多施工。

（三）自动扶梯

为了公众交通的方便，提高商业的效益，近年来商场、候机楼等共公建筑业主，不少都有增设自动扶梯的要求，综合近年来几个工程设计实践我们有以下几点体会：

1.注意选点，安排位置，配合业主做好前期工作，尽可能避免砍割掉原有框架的构件后，势必改变原结构的平面布置，影响原来结构构件的传力，凿除切割框架构件后，虽然说可以通过局部构件加固补强，但是改变了原来平面荷载的传导，而改变受力传导将使原结构某些受力变成不合理，它的弊端是显而易见的。

2.注意竖向高度，有些扶梯上部开洞的尺寸不合理，造成扶梯控制高度不够，一般要求最低的地方要保证留有2300毫米的净空高度，也就是扶梯踏步面至楼面梁板底的最小高度。

3.基坑设计：所谓机坑并不是扶梯必須要的，如果楼层间扶梯就就不需要做机坑，而对底层的扶梯也可以视情况来决定是否需要做机坑，机坑开关也不需要拘泥于箱形，也可以根据现场的情况  来做形状的调整。

4.自动扶梯顶部搁置部位的加强：一般搁置处的梁均需要做加大堆截面尺寸的处理，配合扶梯支座处缺口需要加高加宽梁截面，而应避免在原梁面凿出缺口时因为梁面主筋被凿锯掉而对原梁造成损伤。

5.电梯开洞的尺寸一般根据规范要求或厂家资料图纸的要求，电梯开洞宽度一般为电梯设备宽度的两边各放大350--400毫米，实际设计中如果条件不允许，在采取措施后，可以减少这个尺寸。电梯每边放大350--400毫米的要求是因为考虑到扶梯在上行时，乘梯的人身体可能会倾斜，身体有可能碰到头顶的梁板。当在设计中把这个因素排除，电梯开洞的宽度也就可以减少。

三、新增电梯改造的要点分析

新建电梯工程不会影响原有结构的抗震性能，改造过程中也不会对原有结构造成破坏。在混凝土梁柱板上钻孔时，应避开主筋，拆除原有构件时应保留构件钢筋。原结构钢柱与混凝土构件连接处应加垫板，并凿除油漆层，露出底板与混凝土梁柱板的接触面，清除混凝土结构层，清理结构层表面，打磨平整。钢结构的制作、安装应符合国家有关施工及验收规范。钢架制作过程中，应采用合理的工艺，尽可能减小焊接产生的残余应力，并采用合理的方法进行误差修正。

四、结束语

在增设电梯改造的设计中，应该主动与对方配合，提供相关信息。目前，无机房电梯技术条件十分成熟，应尽量推荐对方使用无机房电梯，无机房电梯与有机房电梯综合造价基本持平（有机房电梯要考虑机房地建造价，以及增加机房结构相关加固量加大而增加的费用），加上长期运行的成本，无机房电梯具有一定的优势，而结构设计也相应简单一些。

电梯改造项目，设计中经常碰到的问题是有关计算模型较难与实际情况相符，这一问题还有待在售后的工作中摸索总结，逐步完善，特别是局部分层计算，与整体计算结果之间差距较大，是否在容许的范围之内，应该在设计过程中进行认真的比对。为在售后的设计工作中总结出一套较为有效的方法。

参考文献：

[1]GB 50009-2001.建筑结构荷载规范[S].

[2]GB 50367-2006.混凝土结构加因设计规范[S].

[3]黄尚君.浅谈超高层建筑的电梯设计[J].科技创新导报.2009（19）：34