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(xué)螺栓等方式拉結(jié)。這對(duì)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(diǎn)，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(duì)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(hù)結(jié)構(gòu)荷載、電梯機(jī)房樓面荷載（有機(jī)房井道）、曳引設(shè)備支承荷載、井道屋面荷載等。對(duì)于較高的井道，井道與原有結(jié)構(gòu)拉結(jié)節(jié)點(diǎn)宜作成豎向滑動(dòng)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(shí)將產(chǎn)生較大的附加內(nèi)力。一般可以通過化學(xué)螺栓的端板上設(shè)滑槽孔來實(shí)現(xiàn)。這種方法對(duì)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(fēng)荷載作用下的受力特征分析：
（1）風(fēng)荷載體型系數(shù)：對(duì)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(yán)格來講，井道的風(fēng)荷載體型系數(shù)應(yīng)該采用局部風(fēng)壓體型系數(shù)，如采用規(guī)范對(duì)主體結(jié)構(gòu)的風(fēng)荷載體型系數(shù)將導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果偏于不安全。但荷載規(guī)范對(duì)于局部風(fēng)壓體型系數(shù)僅限于圍護(hù)結(jié)構(gòu)，在實(shí)際計(jì)算時(shí)可參考規(guī)范對(duì)于圍護(hù)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(duì)于局部體型系數(shù)有較大改動(dòng)。
（2）風(fēng)振系數(shù)：從概念上講，風(fēng)振系數(shù)主要反映脈動(dòng)風(fēng)對(duì)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(fēng)振響應(yīng)會(huì)大幅減小。且荷載規(guī)范的風(fēng)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(duì)結(jié)構(gòu)風(fēng)振響應(yīng)的判斷方法，如原有結(jié)構(gòu)可不考慮風(fēng)振，則井道也可以不考慮風(fēng)振，即風(fēng)振系數(shù)取1.0。但需要特別注意，對(duì)于獨(dú)立單體的井道結(jié)構(gòu)則必須考慮風(fēng)振影響，因?yàn)楠?dú)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(fēng)振響應(yīng)較為明顯，不考慮時(shí)偏于不安全。
（3）基本風(fēng)壓和風(fēng)壓高度變化系數(shù)均直接按荷載規(guī)范計(jì)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(duì)于有拉結(jié)構(gòu)造的井道，在地震作用下的響應(yīng)嚴(yán)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(rèn)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(diǎn)簡(jiǎn)化為固定鉸約束的方法，相當(dāng)于假定原結(jié)構(gòu)是完全剛性體，不能準(zhǔn)確反映真實(shí)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(jì)算，但這畢竟費(fèi)時(shí)費(fèi)工。
（2）包絡(luò)設(shè)計(jì)：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(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行定性分析以實(shí)現(xiàn)內(nèi)力的包絡(luò)設(shè)計(jì)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(duì)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(jì)合理，多數(shù)情況下一般不會(huì)產(chǎn)生超出的容許范圍的應(yīng)力。側(cè)移對(duì)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(jì)時(shí)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(diǎn)容易受損，且對(duì)原有結(jié)構(gòu)都將造成極大的影響。簡(jiǎn)單地講，井道設(shè)計(jì)時(shí)“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(jì)算時(shí)建議適當(dāng)控制層間位移值。但目前為止，尚未發(fā)現(xiàn)有規(guī)范對(duì)此有限值規(guī)定。
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·井道結(jié)構(gòu)構(gòu)件整體穩(wěn)定計(jì)算分析 由于存在鋼梁錯(cuò)層等現(xiàn)象，井道結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定計(jì)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(jì)算長(zhǎng)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(duì)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(jì)算時(shí)如仍然不放心，可考慮做一個(gè)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(yàn)，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。
通過模型計(jì)算分析發(fā)現(xiàn)：
(1)整體模型得到的井道構(gòu)件內(nèi)力應(yīng)力均較固定鉸模型來得大。
(2)改變井道鋼柱截面(150*6增大到300*10)，隨鋼柱截面剛度的加大，鋼柱最大內(nèi)力與應(yīng)力均增大，柱腳反力增大更明顯。但本算例的鋼柱應(yīng)力比都小于100N/mm^2，富裕較多。 (3)隨鋼柱截面的增大，整體結(jié)構(gòu)的周期變化較小，這是由于井道的剛度和體量均較原有結(jié)構(gòu)小很多，井道對(duì)原有結(jié)構(gòu)剛度和質(zhì)量的影響很有限所致。
(4)隨原有結(jié)構(gòu)砼柱截面的增大，井道結(jié)構(gòu)的最大應(yīng)力比略有減小，變化不明顯。
(5)井道柱腳剛接改鉸接后，柱腳反力略有減�。坏臑殂q接后柱腳彎矩為零，對(duì)基礎(chǔ)和柱腳的設(shè)計(jì)有利。
(6)獨(dú)立建模的井道結(jié)構(gòu)內(nèi)力、應(yīng)力、柱腳反力均較整體模型偏小較多，相差一倍以上。說明，獨(dú)立建模的井道結(jié)構(gòu)計(jì)算得到的結(jié)果偏于不安全。
