CN2628649Y

CN2628649Y - 多层住宅加层结构和加装电梯结构

Info

Publication number: CN2628649Y
Application number: CN 03206090
Authority: CN
Inventors: 程宗颢; 黄文诗; 程磊
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-07-23
Filing date: 2003-07-23
Publication date: 2004-07-28
Anticipated expiration: 2013-07-23

Abstract

本实用新型涉及一种原多层住宅加层结构和加装电梯结构，其是在原多层住宅的上部均匀布置加层结构，加层结构的钢柱与原结构的联结是采用铰连接，所述的加装电梯结构包括电梯井和候梯间，加装电梯结构为钢架结构，其钢架设在原楼梯间旁边，加装电梯结构与每层楼层标高处用定向铰支座联结，候梯间每层设有候梯平台；或者加层结构通过框支柱结构而设置。这样所有加装电梯结构的重量全部由电梯井的钢架结构承担，原楼房结构不承受加装电梯结构的部分的载荷。

Description

多层住宅加层结构和加装电梯结构

技术领域

本实用新型涉及一种原多层住宅加层结构和加装电梯结构，具体地说是在原低层，尤其是指7至10层以下的低层住宅楼房上增设楼层及加装电梯结构。

背景技术

原多层住宅或建筑物加层加电梯结构是目前各城市建设发展出现的一个新课题。1996年6月起施行的强制性国家标准《住宅设计规范》“4.16”新规定：“七层及以上住宅或住户入口层楼面距室外设计地面的高度超过16M以上的住宅必须设置电梯”。我国的《建筑设计规范》中规定：“居住房间在五层以上或高层楼面高出地平线17公尺以上时，应存电梯设备”。就具体现情而言，八十年代及九十年代初期，城市住宅建筑基本是多层及小高层(七一十层)，而且由于受当时经济条件等因素的限制没有设电梯，这些至少还可以使用50年以上时间的住宅建筑很明显突出一个城市规划发展趋势不协调，拆除重建工程最大，投入资金巨大，而且对城市形成很大的拆迁压力，也形成资金及资源的极大浪费。为了达到国际文明居住标准必须坚持“以人为本、以社会为本、以科技为本、以持续发展为本”。从防火、结构、造价、销售等方面以及多年来人们生活水准明显提高，从人生理学观点来分析，正常健康人的登高能力是有一定限度的，对老年人、病人、残疾人、孕妇、小孩来说住进五层、六层或七层以上的住宅就很少下楼活动，多层住宅不设电梯将是人们面临急需要解决的大事。

本新型内容

本实用新型的目的就是要充分利用现有低层楼房的设施，提供一种原多层住宅加层结构和加装电梯结构，既可提高现有楼房的空间利用率，又可解决出行不便问题，使得进一步提高人们的生活水平。

本实用新型的目的是通过下述技术方案来实现的，在本实用新型的一个实施方式中，所提供的原多层住宅加层结构和加装电梯结构是在原多层住宅的上部均匀布置加层结构，加层结构的钢柱与原结构的联结是采用铰连接，所述的加装电梯结构包括电梯井和候梯间，加装电梯结构为钢架结构，其钢架设在原楼梯间旁边，加装电梯结构与每层楼层标高处用定向铰支座联结，候梯间每层设有候梯平台，这样所有加装电梯结构的重量全部由电梯井的钢架结构承担，原楼房结构不承受加装电梯结构的部分的载荷。在电梯井内设置电梯，其电梯的安装方式与现有技术相同。

在本实用新型的另一实施方式中，所提供的原多层住宅加层结构和加装电梯结构是在原楼房外围设置框支柱结构，框支柱之间从首层开始每层用刚性系杆连接，框支柱每层与原楼房结构采用定向铰支连接，在框支柱的上面设有大横梁，加层结构设置在大横梁上面；加装电梯结构设置在框支柱之中，所述的加装电梯结构包括电梯井和候梯间，加装电梯结构设置在框支柱之中，在原楼梯间旁边设置候梯间，加装电梯结构与每层楼层标高处用定向铰支座联结，候梯间每层设有候梯平台。在电梯井内设置电梯，其电梯的安装方式与现有技术相同。

下面结合附图进一步描述本实用新型的技术内容，通过结合附图所给出的实施例的描述，使得对本实用新型有更加清楚地了解。

附图说明

图1为本实用新型原多层住宅加层结构和加装电梯结构的第一实施例的示意图；

图2为本实用新型原多层住宅加层结构和加装电梯结构的第一实施例的示意图；

图3为为本实用新型原多层住宅加层结构和加装电梯结构的第二实施例的示意图；

图4为为本实用新型原多层住宅加层结构和加装电梯结构的第二实施例的示意图。

首先参看附图1和2，其附图示出了本实用新型的多层住宅加层结构和加装电梯结构的第一实施例的具体结构，其中所提供的原多层住宅加层结构和加装电梯结构是在原多层住宅的上部均匀布置加层结构1，加层结构1的钢柱与原结构的联结是采用铰连接A，所述的加装电梯结构2包括电梯井和候梯间，加装电梯结构2为钢架结构，其钢架设在原楼梯间旁边，加装电梯结构2与每层楼层标高处用定向铰支座联结3，候梯间每层设有候梯平台4，这样所有加装电梯结构的重量全部由电梯井的钢架结构承担，原楼房结构不承受加装电梯结构的部分的载荷。在电梯井内设置电梯，其电梯的安装方式与现有技术相同。

下面参看附图3和4，其附图示出了本实用新型的多层住宅加层结构和加装电梯结构的第二实施例的具体结构，所提供的原多层住宅加层结构和加装电梯结构是在原楼房外围设置框支柱结构11，框支柱之间从首层开始每层用刚性系杆连接，框支柱每层与原楼房结构采用定向铰支连接12，在框支柱的上面设有大横梁13，加层结构14设置在大横梁13上面；加装电梯结构15设置在框支柱11之中，所述的加装电梯结构15包括电梯井和候梯间，在原楼梯间旁边设置候梯间，加装电梯结构与每层楼层标高处用定向铰支座联结16，候梯间每层设有候梯平台。在电梯井内设置电梯，其电梯的安装方式与现有技术相同。

加电梯结构则与原结构采用定向铰支座联结，只传剃水平荷载面不传竖向荷载，

而加装电梯结构自身重量很轻(钢结构)，电梯轿箱与加电梯均为软连结，所以水平地震力非常小，由于电梯井体型小，产生的风荷也非常小，所占整栋建筑的水平荷载的比例也很小，原结构只要有安全储备或满足设计规范要求，本技术方案就成立。由于电梯井结构自重很轻，水平荷载又由原建筑物承担，所以可以做与原结构基础脱开但与原结构基础型或相同的基础。

原多高层住宅建筑加层和加装电梯结构，不但要与结构形成统一的整体结构形式，保证整体结构的稳定，又要保证加层，加装电梯结构对原结构产生最小的荷载效应，在不加固的情况下的正常使用。

下面就原楼房进行加层和加电梯的可行性进行进一步的分析原多层建筑加层结构的受力分析

原结构已使用至少10年以上已经稳定可视为不变的刚性体系。而且地基在上部结构作用下固结沉降基本完成，承载力在原设计基础上应略有提高，尤其是对原来地基坑固结的情况地基承载力提高的更为明显。根据这种情况提出了加层加电梯不加固的全新理念，并且在设计中未采用减震隔震装置降低了工程造价，减少施工工序。

在充分深入了解分析原结构的实际情况，技巧性地利用原结构的安全储备，大大降低工程造价。缩短施工工期，减少环境污染，为以后的加层工程提出了一个全新的理念。在第一实施例中多高层加层，加装电梯的受力状态，经济效益以社会效益作出如下分析。

1)加层结构的受力分析

加层结构的形式(如图1所示。钢柱的布置必须均匀布置在原结构上以达到传力直接、均匀，钢柱与原结构的连结必须采用铰连接，以达到传力简单清楚。结原结构产生较小的荷载效应，通过对原结构设计时间所处的城市状态及加层结构本身自重较轻的特点，充分利用原结构安全储备可能解决加层情况下，原结构所承受加层结构的三大项荷载。

A.竖向荷载：加层结构本身采用轻钢结构，围护及隔墙均采用轻质材料，使得其竖向荷载可控制在8％-15％范围以内，规范设计基准周期为50年，其所有设计参数及选值均对应设计基准期为50年时的超大型越概率，所以对于已使用10年以上的建筑重新复验时参数可适当调低，可完全满足设计要求及规范要求。

B.风荷载：原结构是在上世纪80年代及90年代初期(1980-1999)建成，其所处位置是在当时新开发的城市用地，按照当时规范及现在规范标准执行，其风荷载地面粗糙度类别均为B类，即指田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇及城市郊区；而现在其地面粗糙度类别为C类，即指有密集建筑群的城市市区，甚至很多地方属于D类。即指有密集建筑群且房屋较高的城市市区。与B、C、D类地面粗糙度对应的风压高度变化系数列表如下：

风压高度变化系数U2

离地面及海平面高度(m)	地面粗糙度
	地面粗糙度			B	C	D
	5	1.0	0.74	B	C	D	0.62
10	5	1.0	0.74	1.0	0.74	0.62	0.62
10	15	1.14	0.74	1.0	0.74	0.62	0.62
20	15	1.14	0.74	1.25	0.84	0.62	0.62
20	30	1.42	1.0	1.25	0.84	0.62	0.62
40	30	1.42	1.0	1.56	1.13	0.73	0.62

而新旧规范风荷载计算基本相同，即WK＝B2USU2W。式中W0-基本风压，我国各城市各地区之间的基本风压按某地区的具体情况确定，目前深圳新规范基本风压W0＝75KN/m2，比旧规范深圳市基本风压W0＝70KN/m2虽然有所提高，但规范中基本风压是设计基准期为50年的风压值，而本基层工程设计所对应的设计使用年限不超过40年，所以按40年超

越概率计算的基本风压值应为W0＝69KN/m与旧规范基本风压基本相当。所以如果按C类设计可减少40％，而按D类设计计算总则减少100％以上，而综合考虑加层以后由风荷载对原结构产生的荷载效应应小于等于未加层前。

C.地震作用：地震作用的计算程序软件均采用振型分解反应谱法计算，新旧规范亦无多大区别，而且新规范抗震设防烈度地区与旧规范一致。加层结构自重较轻，所以对原结构产生的地震作用效应较小，增加的幅值亦应在8％-15％(加1-2层左右)。

D.基础：

a1充分利用原建筑物的安全储备，经计算复核加荷后仍满足设计要求则无需加固结构及基础。

b1原建筑物基础经计算复核必须加固时可采用与基础相同的基础形式加固，可以是独立基础、条形基础或桩基。

2)加电梯结构的受力分析

电梯井的结构形式如图2所示，与原结构采用水平铰接连接于每层位置，使得电梯井结构有足够的侧向支撑，其受力状态也从以下三方面来分析：

A.竖向荷载：加电梯结构采用钢结构，采用；经质材料或玻璃幕围护，而且与原结构采用定向铰连接，所以所有重量全部由电梯井结构本身承担，原结构不承受电梯井部分的荷载。

B.风荷载：加电梯结构是“紧贴”原结构或加层结构从地面升至加层高度的，所以如图2所示，风荷载在图示作用方向不产生额外作用效应，只是在垂直方向风荷载作用时传递一部分很小的风荷，几乎可以忽略不计。

C.地震作用：电梯井几乎是一个钢结构骨架以及玻璃幕墙或轻质材料围成的空筒子。即使有轿箱，其重量本身很轻，而且是由钢丝绳吊起升降，属软连结，所以地震力将会非常小，电梯井结构本身即可承受，无需原结构来承担。

D.基础：电梯井钢结构柱传递至基础顶面荷载无论是重力荷载，水平风荷载以及地震作用都将是非常小的。做与原结构型式相同的基础，并且基础底标高与原基础底标高一致，是完全可行的。如原结构是独立基础或条形基础，则可做独立基础，如原来结构基础型式为桩基，不论何种桩基，均可考虑做人工挖孔桩。一是价格便宜，二是环境污染小。缺点是周期稍长，如果要求施工速度快，则采用预应力管桩，一柱一桩即可满足要求。如果地基承载力经勘察可达到150～200kN/m2，即可考虑做独立基础，无需做桩基础。

效益以及社会效益分析：

本结构方案本着技术实用，安全可靠，经济合理，确保质量，社会效益显著的理念出发，加层、加电梯，但不加固，经济效益非常明显，由于加电梯使得在旧房居住的居民在不增加费用负担的情况得以提高生活质量，提高居住环境和条件，对改善城市环境，增加市容的整体形象，提高政府在公民心目中的地位起着非常重要的作用，如果加以推广应用，其产生的巨大的经济效益和社会效益将是不可估量的。

在第二实施例中，是经计算复核原建筑增加加层结构荷载后不能满足设计要求，加固方案必须是整体加固方案时所采取的加层不加固的结构形式。此种方案只有使加层荷载不通过原结构而传到地基才能达到加层的目的。如何才能将加层的荷载不通过原结构而传到地基呢？具体方案采用框架结构再原建筑物四周制作安装钢结构框支柱，钢结构框支柱通过原建筑物屋面用转换大梁与之刚接。如图3所示。基础分情况尽量保持与原建筑物一致，可以是独立基础，条形基础，以及桩基础。钢结构框支柱尽可能原结构主体每层连接或隔层连接，如果情况不允许就完全脱开。平面外钢柱之间用刚性系杆连接。加层结构不但要同原结构连接增强整体结构的稳定，又要保证加层结构同原结构在使用过程中各保持自身的特性，而互不影响。

现将第二实施例的多高层加层、加电梯的受力状态、经济效益以及社会效益作如下分析：

受力状态分析

加层结构的受力分析

加层结构的形式如图3所示。钢柱布置均匀布置在原结构外围，加层结构与原结构的联结必须采用定向铰联结，与原结构形成可靠联结但又不增加原结构的设计荷载，以下分别从基础、框支柱、加层结构的布置、大梁和节点等几个方面对加层结构进行受力分析。

1、基础：根据原结构的基础设计和地质资料来确定加层结构的基础类型，加层结构的基础可以采用与原建筑物相同的基础形式，基础底标高相同，一般情况下加层结构的基础可分为相互连接和相互独立两种情况，可以是独立基础、条形基础或桩基。

2、框支柱：在进行加层结构框支柱的设计时，首先要确定框支柱的计算长度，框支柱的计算长度与原建筑物的高度有关。框支柱的计算长度确定后，就可以根据框支柱的长细比确定框支柱的截面形式和尺寸。框支柱之间从首层开始每层用刚性系杆连接。框支柱每层尽量与原结构都要连接，而且只能用定向铰支连接，其他节点连接方式不仅起结构连接作用，而且起着传递各种内力的作用，与计算假定及实际情况不符。所以加层结构与原结构的连接方式，只能是即要连接又不能传递内力的定向铰支连接。如果原建筑不允许框支柱与之相连，则其计算长度会很大，相应的框支柱的截面尺寸也会增大。而且形成与原建筑物完全脱离的结构形式。

3、加层楼层的布置：

框支柱通过原建筑物屋面后就是加层结构，加层楼层每层的荷载是通过大梁传到框支柱上的。原建筑物一般均为平屋顶，如果原建筑屋面有局部突出的部位可进行拆除。加层结构的楼层布置以不破坏原建筑屋面的建筑、结构、水、电等为原则。

4、加层结构大梁：

加层结构楼层大梁的跨度大小取决于原建筑物的宽度，一般为10米～14米左右，个别有的跨度小点，有的跨度大点。梁高可取跨度的1/15左右。并保证梁底标高与原建筑有足够的净空。对于跨度较大的大梁制作时要考虑起拱。大梁的形式可以分为两种：1)普通大梁，2)加斜拉撑支承的大梁

5、节点：

(1)加层结构产生的荷载效应主要集中在框支柱和支承大梁的连接部位。框支柱、支承大梁及它们之间的节点构造尤为重要。要保证该节点有足够的刚度以抵抗地震作用及风荷载。

(2)柱与原结构定向铰支座的连接节点

电梯井结构的受力分析

电梯井的结构形式如图4所示，与原结构采用定向铰接连接于每层楼层位置，使得电梯井结构有足够的侧向支撑，其受力状态也从以下三个方面来分析：

1.竖向荷载：加电梯结构采用钢结构，采用轻质材料或玻璃幕围护，而且与原结构采用水平铰连接，所以所有重量全部由加电梯结构本身承担，原结构不承受电梯井部分的荷载。

2.风荷载：加电梯结构是“紧贴”原结构或加层结构从地面升至加层高度的，图4所示设计时风荷载完全由加电梯结构承担。也可以与加层结构行成可靠连接。

3.地震作用：电梯井几乎是一个钢结构骨架以及玻璃幕墙或轻质材料围成的空筒子。即使有轿箱，其重量本身很轻，而且是由钢丝绳吊起升降，属软连结，所以地震力将会非常小，电梯井结构本身即可承受。

4.基础：加电梯结构传递至基础顶面荷载无论是重力荷载，风荷载以及地震作用都将是非常小的。做与原结构型式相同的基础，并且基础底标高与原基础底标高一致，是完全可行的。如原结构是独立基础或条形基础，则可做独立基础，如原来结构基础型式为桩基，不论何种桩基，均可考虑做人工挖孔桩。一是价格便宜，二是环境污染小。缺点是周期稍长，如果要求施工速度快，则采用预应力管桩，一柱一桩即可满足要求。如果地基承载力经勘察可达到150～200kN/m2，即可考虑做独立基础，无需做桩基础。

社会效益分析：

本结构方案本着技术实用，安全可靠，经济合理，确保质量，社会效益显著的理念出发，加层、加电梯，但不加固，经济效益非常明显，由于加电梯使得在旧房居住的居民在不增加费用负担的情况得以提高生活质量，提高居住环境和条件，对改善城市环境，增加市容的整体形象，提高政府在公民心目中的地位起着非常重要的作用。从造价上看本方案虽然较比第一方案有所增加，但如果加以推广应用，其产生的巨大的经济效益和社会效益将仍然是巨大的。

Claims

1.原多层住宅加层结构和加装电梯结构，其特征是在原多层住宅的上部均匀布置加层结构，加层结构的钢柱与原结构的联结是采用铰连接，所述的加装电梯结构包括电梯井和候梯间，加装电梯结构为钢架结构，其钢架设在原楼梯间旁边，加装电梯结构与每层楼层标高处用定向铰支座联结，候梯间每层设有候梯平台，这样所有加装电梯结构的重量全部由电梯井的钢架结构承担，原楼房结构不承受加装电梯结构的部分的载荷；在电梯井内设置电梯。

2.原多层住宅加层结构和加装电梯结构，其特征在于在原楼房外围设置框支柱结构，框支柱之间从首层开始每层用刚性系杆连接，框支柱每层与原楼房结构采用定向铰支连接，在框支柱的上面设有大横梁，加层结构设置在大横梁上面；加装电梯结构设置在框支柱之中，所述的加装电梯结构包括电梯井和候梯间，加装电梯结构设置在框支柱之中，在原楼梯间旁边设置候梯间，加装电梯结构与每层楼层标高处用定向铰支座联结，候梯间每层设有候梯平台；在电梯井内设置电梯。