摘要:加装电梯有独立设置和与老建筑主体相连两种布置方式，从当地政策及规范具体的要求分析两种方式的可行性及优缺点，并结合工程实例说明两种布置方式在设计时需要注意的几个关键地方，从而理清加装电梯的设计及审图思路。
关键词:加装电梯;水平位移;柱脚锚栓;连接节点;化学锚栓
1技术背景
随着经济发展及对老旧小区改造，老旧小区增设电梯的需求也越来越多，在加装电梯的设计、审图中对独立设置还是与老建筑相连有一定的争论，并在实际操作中有部分疑惑，故而对加设电梯的设计进行了梳理，希望对设计、审图以及未来的甲方有一定的帮助。
2加装电梯是独立设置还是与老建筑主体相连
1)安徽省建设厅等四部门《关于城市既有住宅增设电梯工作的指导意见》(建房［2019］56号)要求新增电梯采用独立结构设计，确保增设部分和楼本体各自独立［1］。合肥某小区增设电梯，如图1所示设四根柱，走道外挑，外挑尺寸过大，稳定性不满足要求;如增设柱子，又受原建筑基础的影响，或者对原建筑的使用及美观影响较大;想要独立设置，实际工程中是很难实施的。
2)合肥市住房保障和房产管理局、合肥市市场监督管理局2020．4《合肥市既有住宅加装电梯技术导则》第4．4．2条规定增加的总重量不大于原有建筑的总重量的5%时，可以单独建模计算，不需要与原建筑连成整体计算，设计时可采用铰接支座连接和滑动支座连接［2］。
3独立设置电梯结构的设计、审图需要注意事项
1)合肥某小区增设电梯，如图1平面布置图及图2模型图，基本风压0．35，雪压0．7，7度设防，0．1g，Ⅱ类场地土，高宽比为7．25，通过计算分析，结果如下。
2)风荷载作用下水平位移:由计算结果可以来看出:最大层间位移角为1/217，风荷载作用下水平位移较大，见表1。X方向风荷载作用下的楼层最大位移，《钢规》钢结构层间位移角限值为1/250，《合肥市既有住宅加装电梯技术导则》限值为1/400，可以看出，离满足规范要求还有较大差距，这就需要进一步增强结构的整体刚度，如增加梁柱截面，增加支撑等。整体稳定性:高宽比大于4的建筑，基础不宜出现零应力区。从图3计算结果可看出，筏板基础外挑1．2m，在风荷载组合作用下出现了零应力区。通过基础大小及增加配重控制不出现零应力区，见图4。可以看出，整体稳定性是独立设置电梯的关键，并且随着主体结构外挑尺寸加大，稳定性愈差，另外应注意输入恒荷载时不能随意加大，否则结果偏不安全。
3)柱脚锚栓:通过表2计算结果，可以看出柱底有较大拉力，锚栓为拉弯组合控制。柱脚螺栓需要直径32mm，此处柱脚螺栓还是不小的。由以上分析:独立设置电梯受力清晰，抗震效果较好，但设计时应注意以上三点;同时也需要指出的是，这种方式的工程造价较高，给老百姓增加较大负担。
4与主楼连接电梯结构的设计、审图需要注意事项
1)老建筑的安全性鉴定及连接部位进行结构检测。《合肥市既有住宅加装电梯技术导则》第4．2．1条规定新加电梯与原有建筑连接时，应对原建筑进行结构安全性评估，只有Asu及Bsu级时可以连接，Csu级时需加固处理后方能连接，Dsu级不能进行加装电梯。与新加电梯结构相连的原结构构件应进行结构检测，确保原结构的安全及为相连构件的计算提供依据。
2)连接构件复核。需要对连接构件进行复算，复算加固标准应按现行规范进行。
a．《合肥市既有住宅加装电梯技术导则》第4．2．3条规定新加电梯与原有建筑连接处宜设计成滑动连接，同时对连接构件进行复核计算，不足时应进行加固处理。b．《合肥市城乡建设局关于进一步加强全市房屋建筑工程抗震管理的通知》合建［2019］255号文规定:已有建筑的改建、加建、扩建或加固时，要求进行重新设计，承载能力极限状态的计算应满足现行规范及标准的要求［3］。实际操作过程中应该按上述规定:依照现行规范设计，但执行有难度，笔者认为:按老规范复算，满足要求时，可不进行加固，但使用年限仍按原使用年限;按老规范复算，不满足要求时，应按新规范进行加固，使用年限按新的设计年限使用，这样更具实际操作性。3)设计计算。a．与老建筑整体计算:需要考虑不同材料的阻尼比。b．加装的电梯单独建模，与主体连接处设置不动铰接点的计算:通常新加钢结构电梯结构质量不足既有建筑的5%，可以单独计算，并在与主体连接处设置约束。通过合肥某加装电梯工程(如图5，图6所示)来介绍注意事项:基本风压0．35kN/m2，雪压0．7kN/m2，7度设防，0．1g，Ⅱ类场地土，高宽比为7．25。位移及刚度计算结果:经计算:X向位移角为1/953，Y向位移角为1/1261，根据计算结果可以看出风荷载下层间位移角是满足规范要求的，并且位移角很小。层间位移比:根据《导则》第4．4．1条规定是可以适当放宽的。层间刚度计算结果见表3，Y向层间刚度有突变，经多种软件计算，均会在相同位置出现突变，这也是正常的，本工程在电梯结构层3层～6层与主楼有约束，本项目2倍地震力对结构影响很小，可以放松结构的抗震构造措施及对某些抗震指标要求。否则，则应使其刚度尽量接近，在1层～2层也做走廊与主楼拉结，这个走廊建筑是不需要的，仅仅为结构服务的。风荷载的问题:建模为了真实反映实际情况，将固定玻璃幕墙及轨道的梁输入模型，查看风荷载，风荷载受荷图见图7，从图7可以看到风荷载部分缺失，由于风荷载对结构的安全起控制作用，这就导致后面的结果都不安全，计算时应注意。与老建筑连接的节点:与老建筑相邻的约束，限制新加电梯结构整体的变形，确保整个结构的稳定性，所以这个节点很重要，需要着重计算。与老建筑相连一般采用化学锚栓连结，着重对化学锚栓进行设计。1)化学锚栓的构造要求:a．混凝土厚度h不应小于hef+2d0，且h应大于100mm，d0为钻孔直径。b．锚栓最小间距和最小边距6dnom，dnom为锚栓外径。可以看出混凝土基层厚度为200mm时，最大锚栓直径为M16。混凝土基层厚度为250mm时，最大锚栓直径为M20。2)化学锚栓的计算:查看约束内力(取顶层)如表4所示。找出最不利组合对埋件、化学锚栓进行计算，化学锚栓计算结果如下:受拉承载力计算:锚栓钢材受拉破坏验算:Nrd．s=70．1kN，混凝土椎体破坏验算:Nrd．c=53．6kN，混合破坏验算:Nrd．p=122．8kN，混凝土劈裂破坏验算:Nrd．sp=38．2kN;受剪承载力计算:锚栓钢材受剪破坏验算:Vrd．s=35kN，混凝土边缘受剪破坏验算:Vrd．c=25．3kN。混凝土剪撬破坏验算:Vrd．cp=128．7kN;拉剪复合受力承载力计算:拉剪复合受力锚栓钢材破坏验算:应力与抗力比值=0．12，满足且有较大富余，拉剪复合受力混凝土破坏验算:应力与抗力比值=0．99;最终起控制作用的是拉剪复合受力混凝土破坏验算。由此可以看出:第一，影响化学锚栓群承载力的主要因素是:基层混凝土，如:强度、几何尺寸(厚度、剪力方向的自由边尺寸等)。第二，化学锚栓群受基层混凝土影响，最终承载力偏低。因而对约束节点设计，建议如下:a．释放弯矩、扭矩约束，减少约束内力的种类，使化学锚栓的节点受力简单。b．建议对连接锚栓的梁，采取增大混凝土截面加固，以提高化学锚栓承载力，同时加强该梁的承载力。c．与柱连接时，一般柱的承载力是没有问题的，但化学锚栓受水平截面尺寸(350mm，400mm)影响导致承载力不高，可以在剪力方向的自由边尺寸较小的方向或拉力方向，设置带位移约束，适当减小内力。
3)化学锚栓应进行承载力检测。GB50550—2010建筑结构加固工程施工质量验收规范第20．3．1条规定［4］需要进行锚固承载力现场检验，即拉拔试验。与老建筑连接的钢梁节点:此处钢梁节点承受三个方向的力V(竖向剪力)、N(轴向拉力)、F(螺杆方向)，该节点目前PKPM，YJK，3D3S均无法自动读取荷载验算，需要人工找出该节点各工况组合值，包络取最不利。
5钢结构电梯注意事项
1)风荷载:比较敏感，承载力计算应放大1．1倍。2)阻尼比取值:钢结构:a．计算风荷载阻尼比。无填充墙:0．01，有填充墙:0．02，荷载规范8．4．4;b．计算地震力的阻尼比，不大于50m，0．04，抗规8．2．2。3)后续电梯结构的维护，及后置锚件的检查间隔时间。
6结语
1)加装电梯是独立设置以及与老建筑主体相连的都是可以的，但独立设置的结构布置造价更高。
2)独立设置电梯结构的需注意:风荷载下水平位移、整体稳定性、柱脚锚栓、基础短柱强度及裂缝控制等。
3)与主楼连接电梯结构需要注意:a．老建筑的安全性鉴定及连接部位进行结构检测。b．连接构件复核。c．设计计算:阻尼比、各种指标的分析、风荷载部分缺失、与老建筑连接的节点、与老建筑连接的钢梁节点等。
作者：熊文凯 徐慧珠 单位：安徽省城乡规划设计研究院有限公司 安庆市城乡规划设计院