旧楼加装电梯钢结构井道设计方案

1 设计总则

• 目标： 在确保结构安全、符合法规、最大限度减少对原有建筑影响的前提下，为旧楼增设一部垂直电梯。
• 依据：
  • 国家标准： 《钢结构设计标准》(GB 50017)、《建筑结构荷载规范》(GB 50009)、《建筑抗震设计规范》(GB 50011)、《电梯制造与安装安全规范》(GB 7588) 等。
  • 地方规定： 所在省市关于既有多层住宅加装电梯的指导意见、技术导则和审批流程。
  • 现场条件： 原有建筑的结构图纸（如有）、地质勘察报告、现场实测数据及周边环境情况。

2 前期调研与可行性分析

这是设计的基础，至关重要。

1. 建筑条件勘查：

   • 结构类型： 确认旧楼是砖混结构、框架结构还是其他类型。这直接关系到井道与原建筑的连接方式。
   • 基础情况： 了解原有基础形式、埋深、地质条件。是否需要地质勘探。
   • 现场空间： 测量拟加装位置的尺寸，确保有足够空间容纳井道、电梯轿厢以及满足消防通道要求。
   • 地下管线： 探查加装位置地下是否有燃气、给排水、电力、通信等管线，需提前规划迁改方案。

2. 法规与审批：

   • 业主意愿： 取得符合当地政策要求的业主同意比例。
   • 规划审批： 方案需符合城市规划要求，包括日照、间距、退线等。
   • 消防审批： 确保电梯井道布局不影响消防疏散，并满足消防电梯相关要求（如果设计为消防电梯）。

3 钢结构井道方案设计要点

31 结构体系选择

• 独立式钢结构井道：
  • 特点： 井道结构自成体系，通过走廊或连桥与原有建筑连接。对原结构影响最小，受力明确。
  • 适用： 原建筑结构薄弱（如老旧砖混结构）、楼间距较大、地质条件允许新建独立基础的情况。
• 依附式钢结构井道：
  • 特点： 井道主体结构依靠与原建筑墙体或框架柱的连接来保持稳定。能节省空间，外观更整体。
  • 适用： 原建筑为框架结构或剪力墙结构，且主体结构状况良好。需对连接节点进行精心设计和加固。

32 材料选择

• 主材： 一般采用Q235B或Q355B（旧称HRB335）钢材。Q355B强度更高，可减小构件截面，但价格稍贵。需根据计算和经济性比较选择。
• 防腐防火：
  • 防腐： 热浸镀锌是首选，防腐年限长，免维护。其次可采用环氧富锌底漆+中间漆+面漆的涂层体系。
  • 防火： 根据建筑防火等级要求，对钢构件喷涂防火涂料，达到规定的耐火极限（如15小时）。

33 井道布局与尺寸

• 布局： 常见有平层入户和错层入户两种。
  • 平层入户： 电梯停靠层与楼层平面完全持平，无障碍通行体验最佳。需有条件设置连廊通往住户门口。
  • 错层入户（半层入户）： 电梯停靠在两个楼层之间的休息平台。对原有楼梯间布局改动小，但需上下半层楼梯。
• 尺寸： 根据选择的电梯型号（通常为无机房电梯）确定井道净尺寸。常见轿厢尺寸（宽×深）如1100mm×1400mm，井道净尺寸需在此基础上每边预留50-150mm的安装间隙。同时考虑井道内导轨、对重、缓冲器等设备的布置空间。

34 基础设计

• 原则： 必须与原有建筑基础脱开或采取可靠措施减少差异沉降。
• 类型：
  • 独立基础： 最常用。需开挖至老土层或承载力足够的土层，新建钢筋混凝土独立基础。
  • 桩基础： 当场地土质松软或荷载较大时采用。
• 沉降控制： 新基础的设计应严格控制绝对沉降量和与旧楼基础的差异沉降量，必要时可设置沉降缝。

35 节点设计

这是钢结构设计的精髓，直接关系到结构安全。

• 柱脚节点： 通常采用铰接柱脚或刚接柱脚。铰接柱脚主要传递竖向力和水平力，施工简单；刚接柱脚能传递弯矩，整体性更好，但设计和施工复杂。
• 梁柱连接节点： 多采用刚性连接，以保证井道框架的整体稳定性。常用焊接或高强度螺栓连接。
• 与原建筑连接节点：
  • 依附式井道： 通过预埋件或化学锚栓等后锚固技术与原建筑的梁、柱或墙可靠连接。此处的抗震设计和施工质量是重中之重。
  • 连廊与主体的连接： 连廊与旧楼连接处应设置滑动支座或弹性垫块，允许新、旧结构之间产生一定的相对变形，避免因差异沉降或温度变化产生附加应力。

4 计算与分析

• 荷载计算： 包括恒载（结构自重、电梯设备重）、活载（乘客荷载）、风荷载、雪荷载以及地震作用。
• 结构建模： 使用如PKPM、YJK、SAP2000或MIDAS等专业软件建立三维模型。
• 分析内容：
  • 静力分析： 验算结构在常规荷载下的强度、稳定性（防止屈曲）和变形（挠度）。
  • 抗震分析： 进行多遇地震下的承载力验算和罕遇地震下的弹塑性变形验算。
  • 基础沉降计算： 预测新基础沉降量及其对整体结构的影响。

5 附属系统设计

• 井道围护：
  • 材料： 通常采用夹芯板、钢化玻璃或铝塑板。采光玻璃井道美观通透，最受欢迎。
  • 通风： 井道顶部需设置通风百叶，面积不小于井道截面积的1%。
  • 检修门： 首层需设置带锁的检修门。
• 连廊设计： 连廊结构应安全稳固，地面防滑，并设置符合规范要求的栏杆。
• 电梯设备： 与电梯供应商紧密配合，确保导轨支架、厅门牛腿、机房（如有）等预埋件位置准确。

6 施工要点与注意事项

1. 施工顺序： 测量放线 → 地下管线迁改 → 土方开挖 → 基础施工 → 钢结构工厂预制 → 现场吊装 → 井道围护安装 → 电梯设备安装与调试 → 竣工验收。
2. 质量控制： 严格控制焊接质量、螺栓拧紧力矩、防腐防火涂层厚度。
3. 安全文明施工： 设置安全围挡，减少对居民出行的干扰，控制噪音和粉尘。
4. 第三方监测： 建议在施工期间及完成后一段时间内，对旧楼的沉降和倾斜进行监测，确保安全。

总结：

旧楼加装电梯钢结构井道设计是一个涉及建筑、结构、岩土、机电等多专业的系统工程。成功的方案始于详尽的现场勘查和可行性分析，核心在于安全可靠的结构体系与节点设计，并通过精确的计算分析来验证。最终，高质量的施工是实现设计意图和安全目标的根本保障。建议务必委托具备相应资质和经验的设计与施工单位来完成此项工作。