【摘 要】高层建筑新增电梯的结构设计既要考虑新增钢结构电梯井道的平面内的稳定性是否能承受荷载能力，又要考虑新增电梯及井道对原结构钢度、重心及抗震性能的影响。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
前言：
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。
一、设计方案的选择
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。
1、钢筋混凝土结构电梯井设计。其优点是结构钢度好，造价较低，缺点是结构自重大，施工周期长，并且施工需要设置塔吊或井架作为垂直运输，而塔吊或井架又必需依附在原大楼外墙，这将破坏新大楼的外墙面。另外，从结构体系上考虑，如果将新增钢钢筋混凝土电梯井与大楼间用抗震缝分开，由于电梯井筒的高宽比太大，不能满足结构抗倾的要求；如果将电梯井筒与主体相连接起来，由于新增结构荷载及钢度都比较大，新老结构的连接节点比较难处理，特别是电梯井筒与主体相连后，使大楼抗侧力结构的钢度中心产生了偏移，经验算，部分框架梁柱的截面及钢筋也还不能满足要求。
2、采用钢结构电梯井筒，其优点是结构自重就比较轻，安装起来方便，施工的速度也快，由于其自重比较轻、钢度比较小，与原大楼相连后对其结构影响很小。其缺点是作为电梯井筒，由于其刚度比较小，结构在水平荷载作用下变形较大，节点或构造措施不当，结构变形将影响电梯的正常使用。
二、增设电梯的方式
1捆绑式
所谓的捆绑式增设电梯，就是当建筑物较高，新增电梯井“高宽比”超极限或新旧建筑难以分开必须要连接在一起，新增设的电梯结构与原结构设计应该连接为一体。设计上可以采用植筋并加梁、加柱进而加固原结构构件的方法，使扩建电梯井与原建筑溶为一体。在结构计算时，一般宜整栋房屋结构整体重新运算，如果条件限制时，也可将与增设电梯相关联的结构局部抽截出来建模另行计算。再对局部相关梁、柱进行复核，这种方法计算精度会低一些，但一般不影响结构安全的使用。
这些工程一般采用补桩，在补桩设计中，应控制使用桩的承载力，桩承载力应留有较多的余量，以保证原建筑物不因扩建电梯而造成相近构件内力变大化。
2内嵌式
所谓的内嵌式增设电梯，是针对有些建筑不允许破坏外观，内部也有合适的地方改造成电梯间，此时可使用原有梁柱来满足增设电梯荷载的要求。为了减轻附加荷载，井道四周不一定要求砌墙，因为电梯井道四周设置构造柱与半层处设梁构成钢筋混凝土井道小框架，已能满足电梯导轨安装要求，再砌砖墙已经属于多余。结构计算时，可将构造柱等转化为新荷载形式参加计算。当整体运算受条件限制时，亦可每层局部建模，即只将改造电梯所增加荷载参加计算。把所得内力与原结构邻近构件内力叠加，并对结果进行复核验算，对不能满足要求的构件进行加固，也能达到安全使用的目的。
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另外在增设电梯选点时特别留心该位置原有基础的布置，尽量选用能放下电梯机坑的基础位置，尽量减少对原基础动工太多。
3.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：
3.1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。
3.2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。
3.3基坑设计：所谓机坑并不是扶梯必须要的，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。
3.4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。
3.5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
新增电梯工程不能影响原结构的搞震性能，改造过程不能对原结构产生损伤，在混凝土梁柱板上钻孔时，应避让主筋，拆除原结构构件时，应该保留其构件钢筋；原结构钢柱与混凝土构件连接处均加一道垫板，所有垫板与混凝土梁柱板的接触面，应将粉刷层凿掉露出混凝土结构层，把结构层表面清理干净，并将其打磨平整。钢结构的制作及安装应符合国家颁布的有关施工及验收规范，在钢架制作时，应采用合理的工艺尽量减少由于焊接产生的残余应力，并采用合理的手段校正误差。
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：
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[5]黄军威.高层建筑中电梯选型、配置与设计方法[J].甘肃科技.2010(11)：199-123.
论文作者:杨新建
论文发表刊物:《低碳地产》2016年9月第17期
论文发表时间:2016/11/9
标签：电梯论文; 结构论文; 荷载论文; 构件论文; 扶梯论文; 梁柱论文; 机房论文; 《低碳地产》2016年9月第17期论文;