一种用于既有建筑的桁架式钢结构电梯系统的制作方法

1.本实用新型涉及电梯的结构技术领域，特别涉及一种用于既有建筑的桁架式钢结构电梯系统。


背景技术：

2.上世纪70年代末到90年代初，中国人均住房极度短缺，为解决这一问题我国建设了大量的多层住宅楼，按照当时的规范这些住宅90％都没有设计安装电梯。这些无电梯住宅已经不适应广大人民群众对无障碍和舒适居住的品质追求。所以推动既有建筑加装电梯意义重大，如何合理、安全、经济地给既有住宅建筑加装电梯，已成为社会关注的焦点。
3.目前现有的既有建筑加装电梯井道大多采用传统的框架结构，结构安全储备低，抗震性能差，且没有抗震二道防线。


技术实现要素：

4.鉴于上述问题，本实用新型提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种用于既有建筑的桁架式钢结构电梯系统，安装方便，受力合理，外形美观。
5.本实用新型提供一种用于既有建筑的桁架式钢结构电梯系统，由钢结构电梯井道和钢结构连廊构成；
6.其中，所述钢结构电梯井道包括：电梯井道钢框架柱、电梯井道钢框架梁、倾斜电梯井道支撑钢和电梯井道屋面顶板；
7.四根所述电梯井道钢框架柱底端垂直钢接于钢筋混凝土基础井道；所述钢结构电梯井道分为m层，每层相邻两根所述电梯井道钢框架柱之间钢接一根所述电梯井道钢框架梁，构成方形井道框架；所述m大于等于2；
8.在方形井道框架的三个立面中至少两个立面布置所述倾斜电梯井道支撑钢；所述至少两个立面，一个为电梯入口的对立面，另一个为电梯入口的左侧立面或右侧立面；所述电梯井道屋面顶板通过螺栓连接在第m层所述电梯井道钢框架梁上；
9.所述钢结构连廊分为n层，每层包括两根连廊钢梁和两根连廊支撑钢；所述连廊钢梁两端分别支撑在所述电梯井道钢框架柱和既有建筑主体钢筋混凝土梁上，一端钢接于所述电梯井道钢框架柱，另一端铰接于所述既有建筑主体钢筋混凝土梁；所述n大于等于2；
10.在所述两根连廊钢梁之间交叉水平设置两根所述连廊支撑钢。
11.本实施例中，采用桁架式钢结构代替传统的框架结构，形成的方形井道框架，可承受拉压受力，构成第一道抗震防线；其采用的倾斜电梯井道支撑钢与方形井道框架共同抵御水平地震荷载和风荷载，以构成第二道抗震防线。交叉水平设置两根连廊支撑钢使整体结构更加稳定，保证电梯上下滑动时产生的水平力在钢结构电梯井道与既有建筑主体之间的可靠传递。
12.进一步地，在每层方形井道框架的三个立面中至少两个立面均布置一根倾斜电梯井道支撑钢；或在每层方形井道框架的三个立面中至少两个立面均交叉布置两根倾斜电梯
井道支撑钢。本实施例中，对立面中布置一个或两个的倾斜电梯井道支撑钢不做限定，只要能达到稳定结构的效果即可。
13.进一步地，所述电梯井道钢框架柱的底端通过锚栓钢接于所述钢筋混凝土基础井道。结构稳定，强度高。
14.进一步地，所述电梯井道钢框架柱、所述电梯井道钢框架梁、所述倾斜电梯井道支撑钢、所述连廊钢梁和所述连廊支撑钢的材质为以下任意一种：h型钢、槽钢、方管钢、工字钢、角钢和u型钢。本实施例，对材质的选用不做限定，且均为空心钢，可以有效降低用钢量、减轻重量、节省成本。
15.进一步地，所述电梯井道屋面顶板为建筑轻型板。既保持了传统钢筋混凝土板安全度高、使用寿命长的优点，又满足了现代建筑对轻质、节能、环保的要求。日常使用中，无需特别维护，使用成本低；如需更换，可单板更换，不影响整体结构。
16.进一步地，所述方形井道框架的三个立面中相对的两个立面上均设有两条电梯导轨；所述相对的两个立面为电梯入口的左右两侧立面。
17.进一步地，所述两条电梯导轨固定在每层所述电梯井道钢框架梁和所述倾斜电梯井道支撑钢上，且固定点间距在2.5米以内。
18.本实施例中，将井道钢框架梁和倾斜电梯井道支撑钢作为电梯导轨的固定点，省去了中间夹层钢梁，最大程度降低用钢量。
19.本实用新型实施例提供的上述技术方案的有益效果至少包括：
20.本实用新型实施例提供的用于既有建筑的桁架式钢结构电梯系统，所有构件均可在工厂里加工，并且绝大部分安装工作也已在工厂里完成，把整体结构分成2～3个模块单元，现场只是进行模块单元的拼装，以及连廊与既有建筑的连接。施工速度快，施工质量容易保证，是一种新型的装配式建筑结构。本实用新型为设置钢支撑的框架支撑结构，是一种桁架式的空间受力体系，省去了中间夹层钢梁，最大程度降低用钢量，受力合理，承载力高，抗震性能好。
21.本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
22.下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
23.附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。
24.在附图中：
25.图1为本实用新型实施例提供的电梯系统西立面图；
26.图2为本实用新型实施例提供的电梯系统东立面图；
27.图3为本实用新型实施例提供的电梯系统北立面图；
28.图4为本实用新型实施例提供的电梯系统平面结构布置图；
29.其中：1
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电梯井道钢框架柱，2
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电梯井道钢框架梁，3
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倾斜电梯井道支撑钢，4
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电梯井道屋面顶板，5
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钢筋混凝土基础井道，6
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连廊钢梁，7
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连廊支撑钢，8
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既有建筑主体钢
筋混凝土梁。
具体实施方式
30.下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
31.本实用新型实施例提供了一种用于既有建筑的桁架式钢结构电梯系统，参照图1
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4所示，由钢结构电梯井道和钢结构连廊构成。
32.本实施例中，钢结构电梯井道通过钢结构连廊与既有建筑主体固定连接，因此本实用新型实施例的附图只提供三个立面结构(南面为既有建筑)和一个平面结构布置图。
33.其中，参照图1
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3所示，钢结构电梯井道分为m层，比如配套既有建筑使用时，当既有建筑为6层，那么钢结构电梯井道可以是6层，也可以是小于6 层，比如5层或4层。此时m的取值范围：2≤m≤6。该钢结构电梯井道包括四根电梯井道钢框架柱1，底端垂直钢接于钢筋混凝土基础井道5，平行围成一首尾相连的框架，电梯井道屋面顶板4通过螺栓连接在第m层电梯井道钢框架梁2上，以实现总体的固定支撑；参照图4所示，每层相邻两根电梯井道钢框架柱1之间设置一根电梯井道钢框架梁2，其两端刚接于电梯井道钢框架柱1；井道钢框架梁2和井道钢框架柱1相互垂直，构成稳定的方形井道框架体系。
34.参照图1
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3所示，在方形井道框架的三个立面中至少两个立面均布置倾斜电梯井道支撑钢3，其两端支撑在电梯井道钢框架柱1的连接节点处，为中心支撑结构。其中，上述两个立面一个为电梯入口的对立面，另一个为电梯入口的左侧立面或右侧立面。在本实施例中，对上述立面不做限定，只要能达到稳定效果即可。比如，将电梯入口的对立面定义为a立面、左侧立面定义为b 立面、右侧入口定义为c立面，排列组合后有以下三种布置倾斜电梯井道支撑钢3的情况：a立面和b立面布置、a立面和c立面布置、a立面和b立面和c立面均布置。
35.本实施例中，采用桁架式钢结构代替传统的框架结构，形成的方形井道框架，可承受拉压受力，构成第一道抗震防线；其采用的倾斜电梯井道支撑钢与方形井道框架共同抵御水平偏载力、地震荷载和风荷载，以构成第二道抗震防线。
36.可选地，本实施例对倾斜电梯井道支撑钢3的数量不做限定，可以为一根或两根。比如，当布置一根倾斜电梯井道支撑钢3时，布置该支撑钢的立面的每一层只有一根倾斜电梯井道支撑钢3，该支撑钢倾斜支撑在电梯井道钢框架柱1的连接节点处，且每个立面支撑钢的倾斜方向是相同的；当布置两根倾斜电梯井道支撑钢3时，布置该支撑钢的立面的每一层有两根倾斜电梯井道支撑钢3，该两根支撑钢为交叉布置，可以布置在同一竖直平面内，也可以不在同一竖直平面内，本实施例对此不做限定。
37.进一步地，钢结构连廊分为n层，n≤m；此处n与上述m可相同，也可不同；当不同时，即：对既有住宅楼加装电梯，当有的楼层的居民不需要该电梯时，即可在该楼层不安装钢结构连廊。
38.参照图4所示，每层包括两根连廊钢梁6和两根连廊支撑钢7。两根连廊钢梁6一端钢接于电梯井道框架柱1，另一端铰接于既有建筑主体钢筋混凝土梁8，以固定连接电梯井
道框架和既有建筑主体。每层两根连廊钢梁6之间交叉水平设置两根连廊支撑钢7，从而使本电梯系统整体强度更高，结构更加稳定，保证电梯上下滑动时产生的水平力在钢结构电梯井道与既有建筑主体之间的可靠传递。
39.本实施例采用由电梯井道和连廊构成的桁架式钢结构电梯系统。在荷载作用下，桁架杆件主要承受轴向拉力或压力，从而能充分利用钢材料的强度，可比实腹梁节省材料，减轻自重和增大刚度，具有重量轻、用钢量少、受力体系简单、施工方便、建设速度快的特点。本实用新型是一种装配式建筑结构，所有构件都已经在工厂里加工得到，现场只进行构件的拼装工作，以及连廊与既有建筑的连接，施工速度快，施工质量容易保证。本用于既有建筑的桁架式钢结构电梯系统，能够直接和既有建筑连接，结构简单，安装方便，承载力高，且能有效提升整体电梯结构的稳定性和抗震性，设计合理，适合大规模推广。
40.具体地，本实施例采用钢接和铰接相结合的构件连接方法，受力合理，能承受较大的荷载，外力作用下变形小，具有较高的强度，便于维护，经久耐用。刚接，是指构件与构件之间既能传递垂直和水平作用力，又能传递转动力矩的连接方式。即，当一个构件产生位移或受力时，与之相连的构件不相对于第一个构件产生位移或相对变形，有较严的侧移控制，具有较强的抗弯刚度以抵抗侧移。比如，当电梯井道钢框架柱1、电梯井道钢框架梁2、电梯井道屋面顶板4和连廊钢梁6中任意一方产生相对位移或受力时，与其相连接的其他构件并不会产生位移或相对变形，可以有效防止当电梯的轿厢偏载时，对整个电梯结构稳定性造成的影响。
41.铰接，指构件与构件之间用铰链连接，两个构件相互独立地转动，其中一个构件产生位移或受力时，两个构件之间只传递垂直方向的力，不传递弯矩。结构简单，安装便捷。在本实施例中，当连廊钢梁6产生位移或受力时，与其相连的既有建筑并不会受到弯矩作用力，相反当既有建筑受力或产生位移时，连廊钢梁6也不会受到弯矩作用力。即，当产生水平地震荷载和风荷载时，本桁架式钢结构电梯系统和既有建筑两者共同抵御，当其中一个受到力的影响时，另一个对其起稳定固定作用，两者不会同时联动受到影响。
42.进一步地，电梯井道钢框架柱1的底端通过锚栓钢接于钢筋混凝土基础井道5。
43.锚栓是螺栓连接形式的一种。螺栓是指由头部和螺杆(带有外螺纹的圆柱体)两部分组成的一类紧固件，需与螺母配合使用，用于紧固连接两个带有通孔的零件。锚栓装配后可拆卸的只有螺母部分，螺杆部分与混凝土基材通过某种形式固定在一起，不能分离。
44.进一步地，电梯井道屋面顶板4为建筑轻型板。其为轻质化板材，并具备承重、保温、隔热、抗渗、节能、防火、防腐、隔声、泄爆、抗风、抗震等功能，既保持了传统钢筋混凝土板安全度高、使用寿命长的优点，又满足了现代建筑对轻质、节能、环保的要求。另外，该板正常使用中无需特别维护，使用成本低；局部损坏可以现场直接修复，如有必要更换时，亦可单板更换，不影响整体结构。
45.可选地，电梯井道钢框架柱1、电梯井道钢框架梁2、倾斜电梯井道支撑钢3、连廊钢梁6和连廊支撑钢7的材质为以下任意一种：h型钢、槽钢、方管钢、工字钢、角钢和u型钢。其断面形状各不相同。
46.h型钢，断面为英文字母“h”，可根据不同用途合理分配截面尺寸的高宽比，具有优良的力学性能和优越的使用性能。结构自重轻，减少了结构设计内力，可使建筑结构基础处理要求低，施工简便，降低造价；塑性和柔韧性好，抗弯能力强，结构稳定性高，适用于承受
振动和冲击载荷大的建筑结构，抗自然灾害能力强；设计风格灵活，在梁高相同的情况下，钢结构的开间可比混凝土结构的开间大50％，从而使建筑布置更加灵活；可增加结构有效使用面积，与混凝土结构相比，钢结构柱截面面积小，从而可增加建筑有效使用面积；便于机械加工、结构连接和安装，还易于拆除和再用。
47.槽钢，是截面为凹槽形的长条钢材，属建造用和机械用碳素结构钢，是复杂断面的型钢钢材，其断面形状为凹槽形。其可以改变建筑物的着力结构，节省建筑用材，采用较好的生产和表面处理工艺，具有优良的抗腐蚀性能。
48.方管钢，是一种空心方形的截面轻型薄壁方管，是带钢经过工艺处理卷制而成。方钢管与圆钢等实心钢材相比，在抗弯强度相同时，重量较轻，是一种经济截面钢材，持久耐用，抗腐蚀能力强，综合力学性能好，焊接性、冷、热加工性能优良，具有良好的低温韧性。
49.工字钢，是截面为工字形的长条钢材。翼缘宽，侧向刚度大，抗弯能力强；翼缘两表面相互平行，使得连接、加工、安装简便；成本低，精度高；与砼结构相比，工字钢结构可增大6％的使用面积，而减轻结构自重20％
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30％，减少结构设计内力。
50.角钢，俗称角铁，是两边互相垂直成角形的长条钢材，可按结构的不同组成各种不同的受力构件，也可作构件之间的连接件。角钢属建造用碳素结构钢，是简单断面的型钢钢材。在使用中具有较好的可焊性、塑性变形性能及一定的机械强度。制造工艺相对简单，价格低廉。
51.u型钢，是一种横截面像英文字母“u”的钢铁。承受压力大，支撑时间久，易安装，不易变形。
52.进一步地，方形井道框架的三个立面中相对的两个立面上均设有两条电梯导轨，即电梯入口的左右两侧立面分别设有两条电梯导轨。电梯导轨固定在电梯井道钢框架梁2和倾斜电梯井道支撑钢3的内壁上，导轨从电梯井道的底部一直延伸到电梯井道的顶部。电梯导轨是电梯上下行驶在井道的安全路轨，在电梯运行时为电梯轿厢和对重装置提供导向，导轨安装在电梯井道壁上，被井道钢框架梁2和倾斜电梯井道支撑钢3固定在井道墙壁上。导轨平面光滑，表面无明显凹凸不平。同时，导轨在电梯出现超速事故时要承受制停电梯的要任，所以其必须具备一定的刚性。
53.由于导轨是电梯轿厢上的导靴和安全钳的穿梭路轨，所以安装时必须保证其间隙，在本实施例中，每个立面的两条电梯导轨固定点的间距在2.5米以内。
54.本实施例，将每层井道钢框架梁2和倾斜电梯井道支撑钢3作为电梯导轨的固定点，省去了中间夹层钢梁，最大程度降低了用钢量，在保证导轨结构的坚固性的前提下，大大节省了建造成本。
55.显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。