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| 隨著人們生活水平的提高，舊樓加裝電梯的工程越來越多。新增的電梯井道可以是鋼筋砼結(jié)構(gòu)，也可采用鋼結(jié)構(gòu)，以鋼框架結(jié)構(gòu)居多。這種井道通常與主體結(jié)構(gòu)通過化學螺栓等方式拉結(jié)。這對改善結(jié)構(gòu)傳力路徑以及井道整體穩(wěn)定是很有利的。井道結(jié)構(gòu)與普通結(jié)構(gòu)有較多不同，也存在很多難點，本人通過工程積累的一些概念分析方面的想法，分享給大家一起探討。拋磚引玉，不對之處望大家指正。 ·井道豎向荷載分析： 豎向荷載主要是井道鋼框架自重、圍護結(jié)構(gòu)荷載、電梯機房樓面荷載（有機房井道）、曳引設(shè)備支承荷載、井道屋面荷載等。對于較高的井道，井道與原有結(jié)構(gòu)拉結(jié)節(jié)點宜作成豎向滑動支承，以釋放豎向荷載作用下的井道位移，否則豎向荷載較大時將產(chǎn)生較大的附加內(nèi)力。一般可以通過化學螺栓的端板上設(shè)滑槽孔來實現(xiàn)。這種方法對于減小因井道基礎(chǔ)沉降產(chǎn)生的井道附加內(nèi)力也十分有利。 ·井道在風荷載作用下的受力特征分析： （1）風荷載體型系數(shù)：對于外置的電梯井道，井道多位于原有結(jié)構(gòu)局部邊側(cè)或角部。因此嚴格來講，井道的風荷載體型系數(shù)應(yīng)該采用局部風壓體型系數(shù)，如采用規(guī)范對主體結(jié)構(gòu)的風荷載體型系數(shù)將導(dǎo)致計算結(jié)果偏于不安全。但荷載規(guī)范對于局部風壓體型系數(shù)于圍護結(jié)構(gòu)，在實際計算時可參考規(guī)范對于圍護結(jié)構(gòu)的局部體型系數(shù)取值。但注意2012年新版荷載規(guī)范對于局部體型系數(shù)有較大改動。 （2）風振系數(shù)：從概念上講，風振系數(shù)主要反映脈動風對結(jié)構(gòu)的影響，如果井道結(jié)構(gòu)與原有結(jié)構(gòu)存在拉結(jié)，而原有結(jié)構(gòu)的剛度較大，則井道的風振響應(yīng)會大幅減小。且荷載規(guī)范的風振系數(shù)法只適用于豎向懸臂型結(jié)構(gòu)，井道在各層側(cè)向支承于原結(jié)構(gòu)，不能作為豎向懸臂型結(jié)構(gòu)。故建議按荷載規(guī)范對結(jié)構(gòu)風振響應(yīng)的判斷方法，如原有結(jié)構(gòu)可不考慮風振，則井道也可以不考慮風振，即風振系數(shù)取1.0。但需要特別注意，對于獨立單體的井道結(jié)構(gòu)則必須考慮風振影響，因為獨立的井道結(jié)構(gòu)與原結(jié)構(gòu)無拉結(jié)，成為高聳結(jié)構(gòu)，周期一般較大，風振響應(yīng)較為明顯，不考慮時偏于不安全。 （3）基本風壓和風壓高度變化系數(shù)均直接按荷載規(guī)范計算。 ·井道在地震作用下的受力特征分析： （1）井道與原有結(jié)構(gòu)相互作用：對于有拉結(jié)構(gòu)造的井道，在地震作用下的響應(yīng)嚴格來講是與主體結(jié)構(gòu)相互作用問題。井道結(jié)構(gòu)與原有結(jié)構(gòu)相比，抗側(cè)剛度和質(zhì)量均較小，可以認為井道結(jié)構(gòu)是附在原有結(jié)構(gòu)外側(cè)的抗側(cè)剛度較弱的附屬結(jié)構(gòu)。因此，井道在地震作用下的響應(yīng)主要是由于原有結(jié)構(gòu)的變形位移引起。特別是結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)藕聯(lián)導(dǎo)致井道結(jié)構(gòu)的受力更為復(fù)雜（井道一般位于原結(jié)構(gòu)外側(cè)邊緣，故扭轉(zhuǎn)效應(yīng)更為明顯）。將井道拉結(jié)節(jié)點簡化為固定鉸約束的方法，相當于假定原結(jié)構(gòu)是完全剛性體，不能準確反映真實地震作用下的響應(yīng)。要模擬這種響應(yīng)，只能通過井道和原有結(jié)構(gòu)整體建模來計算，但這畢竟費時費工。 （2）包絡(luò)設(shè)計：考慮到上述井道與原有結(jié)構(gòu)整體建模帶來的困難，從概念上對結(jié)構(gòu)進行定性分析以實現(xiàn)內(nèi)力的包絡(luò)設(shè)計就十分重要。從結(jié)構(gòu)上看，井道高且柔，原有結(jié)構(gòu)側(cè)向位移對井道產(chǎn)生的內(nèi)力較小，而鋼材的承載力較大，故只要設(shè)計合理，多數(shù)情況下一般不會產(chǎn)生超出的容許范圍的應(yīng)力。側(cè)移對井道內(nèi)力的影響主要在于柱腳，如將柱腳做成鉸接則更有利些。因此，從概念上講，井道設(shè)計時在滿足豎向承載力及軌道變形的前提下，把井道做成柔性，更有利于井道及原有結(jié)構(gòu)的抗震。而如果將井道的剛度一味加大，則地震作用下不僅拉結(jié)節(jié)點容易受損，且對原有結(jié)構(gòu)都將造成極大的影響。簡單地講，井道設(shè)計時“取柔不宜取剛”。 （3）井道層間位移限值：如果井道側(cè)向變形過大，則容易使井道內(nèi)的豎向軌道發(fā)生卡軌現(xiàn)象，影響電梯使用。因此，計算時建議適當控制層間位移值。但目前為止，尚未發(fā)現(xiàn)有規(guī)范對此有限值規(guī)定。 ·井道結(jié)構(gòu)構(gòu)件整體穩(wěn)定計算分析 由于存在鋼梁錯層等現(xiàn)象，井道結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定計算變得較為復(fù)雜，不能直接套用鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范關(guān)于鋼框架柱的計算長度系數(shù)法。但從概念上分析，井道整體平面尺寸一般較小，鋼梁間距由于電梯軌道的限值要求一般不超過2.5m，鋼梁間距較密，考慮結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性，鋼梁對鋼柱的約束是較充分的，鋼柱不容易發(fā)生失穩(wěn)。因此，只要井道與原有結(jié)構(gòu)有充分拉結(jié)，鋼梁與鋼柱可靠連接（盡量做成剛接），則井道結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定將得到較好的保證。在計算時如仍然不放心，可考慮做一個含初始缺陷的線性屈曲分析來定量地確定臨界屈曲荷載值。根據(jù)經(jīng)驗，屈曲荷載系數(shù)都很大，說明有拉結(jié)的井道不容易發(fā)生整體失穩(wěn)現(xiàn)象。 |
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