已有多层住宅加装电梯的可行性研究

上海交通大学硕士学位论文已有多层住宅加装电梯的可行性研究姓名：乔宇虹申请学位级别：硕士专业：机械设计及理论指导教师：朱昌明2003.2.1已有多层住宅加装电梯的可行性研究摘要多层住宅是我国居民的主体住房由于过去在技术和经济上的原因已建的多层住宅中尚有较多的遗留问题随着城市老龄人口的增长以及人们生活质量的提高居民出行在得到良好的陆地公共交通设施服务的同时也渴望得到便捷的垂直交通工具因此多层住宅加装电梯问题是一个具有现实意义的研究课题对已多层有住宅加装电梯是一个综合性的系统工程涉及到跨学科方面的知识本文主要从建筑结构知识电梯专业技术知识等范畴讨论了上海地区已有多层住宅的结构特点加装电梯的空间使用电梯技术支持以及加装项目的管理及融资等问题在文章的最后以钢结构形式的外加井道为例利用有限元的方法分析了中心导向双点悬挂无机房电梯在运行载荷和地震作用下的反应探讨外加的井道对原有建筑物的附加载荷关键词已有住宅加装电梯建筑结构电梯技术_2RESEARCHONTHEFEASIBILITYOFINSTALLINGELEVATORTOTHEEXTSTENTMULTI-FLOORBUILDINGABSTRACTThemulti-floorbuildingisthemainhousinginChina.Forthereasonsoftechnologyandeconomy,therestillaresomeproblemstobesolvedintheexistentmulti-floorbuildings.Although,withthemoreoldpeopleandbetterlifequalities,nowadaystheresidenthavegottennicerservicesonlandpublictraffic,theyareeagertogetaconvenientverticalvehicle.Sotheresearchonthefeasibilityofinstallingelevatortotheexistentmulti-floorbuildingissignificative.Itisanall-aroundsystemtoinstallelevatortotheexistentmulti-floorbuilding,whichcomesdowntocross-disciplines.Inthispaper,manyfactorshavebeendiscussed,whichincludethecharactersofmulti-floorbuildingsinShanghaizero,theusesofspaceforinstallingelevators,theservicesofelevatortechnologyandthemanagementandinvestmentsoftheinstallationproject,etc.Attheendofthepaper,basedonasupposedsteelhoistway,thereactionsofhoistwaytobuildingbemadebyfiniteelementanalysismethodundertherunningstatusand_3earthquakestatus.KEYWORDS:existentmulti-floorbuilding,installingelevator,architecturestructure,elevatortechnology上海交通大学学位论文原创性声明本人郑重声明所呈交的学位论文是本人在导师的指导下独立进行研究工作所取得的成果除文中已经注明引用的内容外本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担学位论文作者签名日期年月日上海交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留使用学位论文的规定同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版允许论文被查阅和借阅本人授权上海交通大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索可以采用影印缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文保密在年解密后适用本授权书本学位论文属于不保密请在以上方框内打学位论文作者签名指导教师签名日期年月日日期年月日1第一章绪论1.1已有住宅电梯配置概述城市住宅建设涉及到千家万户的切身利益国家根据国民经济发展水平的可能和人民群众居住条件改善的需要制定了不同的住宅建设标准何时开始设电梯是个居住标准的问题各国的标准不同在欧美一些国家一般规定四层以上设电梯而前苏联日本等国家规定六层起始设电梯我国1954年建筑设计规范中规定居住房间在五层以上或最高层的楼板面高出地平线在17公尺以上时应有电梯设备1987年住宅建筑设计规范规定了七层(含七层)以上应设电梯但10多年来全国除北京上海严格执行规范外很多城市仍大量地出现七层八层乃至九层十层都不设电梯的住宅这类住宅在使用上极为不便特别是对老弱残者上楼和搬运重物更为困难在我国的住宅设计规范GB50096-1999中再次明确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[1]依此标准计算如底层设高4.50m层高的商店或其它用房以2.8m层高的住宅计算2.80m4最高住户人口层楼面十4.50m十0.30m室内外高差=16m也就是说上部的住宅只能作五层可见安装电梯的标准在不断的提高1.2国外加装电梯的概况在国外以瑞典为例在1983年就开始了一个十年政府规划对约三十万幢公寓进行修理改造和更新[2]瑞典大约有三百五十万幢住宅居住着800多万人口自从1977年后瑞典制定了大楼的设计与改造规范要求所有多层住宅楼都要进行改造如果楼层高于二层都应提供电梯瑞典政府和国会给电梯的改造研究拨了特别基金款成立改造电梯工作组开始研究和实践工作目标是推出即可靠又便宜的且适用于多层住宅加装的电梯电梯工作组与居民代表残疾人不同的权力机关电梯制造商大楼建筑商住宅管理部门和研究人员共同讨论研究并通过多个前期工程的实践提出了下列富有建设性的意见1当今研究的电梯技术和实际加装方法应能使居民不为安装电梯而必须搬迁2居室或安装电梯后居民不会面对增长得非常高的房租2研究的电梯不仅是安全的而且在制造安装维修和保养方面也是便宜的所以在瑞典为了使电梯能适用于现有多层住宅它必须是廉价的功能全尽可能占用小的空间安全性好能快速安装目前众多国际知名的电梯公司已纷纷介入了已有住宅加装电梯的项目中据了解迅达公司在欧洲销售的用于已有住宅加装的电梯的数量超过3万台现在有增加趋势OTIS公司用于加装的电梯在西班牙意大利日本都有较大的批量KONE公司的无机房电梯已成为欧洲加装电梯的首选产品1999年日本的住宅企业联系协会成立了“单元型公共住宅电梯开发调查委员会”广泛征集加装电梯方案并于2000年制定了单元型公共住宅电梯的认定规范[3]图1-1所示为几例加装电梯的多层住宅图例图1-1国外多层住宅加装电梯实例图Fig.1-1examplesofinstallingelevatorsinforeignmulti-floorbuildings1.3国内加装电梯的概况我国的幅员辽阔在住宅建设方面不同的地区也有着各自不同的地方标准和发展规划但是如前文所述由于不同时期的住宅建设标准各异住宅的使用功能已经不能满足人们日益增长的物质需求因此有关部门采取各种措施来改善人们的居住环境如采用旧城改造拆迁等措施从总体来看这些举措的资金投入力度较大在改造速度上受到一定的限制一般而言住宅建筑的物质老化期为50~100年而功能老化期为20~25年加装电梯也是缩短二者老化期的重要措施同时对于那些建成年代较近的住宅拆建工程也是一种资产的浪费鉴于国外的经验通过加装电梯可以明显改善居民的垂直交通情况凭配套实施电气等改造工程可以大大提升原有住宅的使用功能作为国3内先行者的上海市住宅发展局的平改坡综合试点小区中对加装电梯进行了初步的尝试图1-2为加装电梯后的住宅楼的视图图1-2上海加装电梯实例图Fig.1-2exampleofinstallingelevatorinShanghai在上述的试点工程中对原有的住宅结构作了较大的改动施工周期较长投入了较大的资金对于大范围实施改造工程而言施工周期和资金的投入成为一个瓶颈国内其它地区迄今没有大规模的实施加装电梯的工程1.4加装电梯的需求性由于客观条件的限制本文的研究对象仅限于上海市范围内的多层住宅希望能通过对上海市已有多层住宅加装电梯的可行性研究探索一条合适的住宅改造方案1.4.1老龄化社会的要求上海市早在1979年就已经进入老龄化社会据2002上海市老年人口信息发布会公布的数字截至2001年末全市户籍人口1327.14万其中60岁及以上老年人口246.61万占总人口的18.58%其中65岁及以上老年人口192.52万占总人口的14.51%[4]据上海人口发展公告预测在未来上海市人口老龄化的进程中20252030达到人口顶峰期老年人口有460万将占人口总数的33%左右与此同时老年人的家庭结构也发生了很大变化据1998年底的调查显示老年人独居的家庭占老年人家庭的35这一比例有上升趋势来自上海市房产经济学会老年用房专业委员会的调查数据表明老年人选择居家养老的占95.8%选择养老公寓和其他养老机构的仅占4.2%对于养老住宅需求也有增长的趋势从生理学观点来分析正常人的登高能力是受限制的根据4对健康情况一般的中年人的实测空手攀登六层13.50m已感腿软上七层16.20m已抬腿困难对于老年人而言这一限制更为突出因此利用现有的条件来改善老年人的生活空间是很有意义的事在已有多层住宅上加装电梯可以明显改善老年人的出行问题这也是保障老年人生活权利的一种具体措施1.4.2提高生活质量的要求随着经济的发展人们对生活质量提出了更高的要求住宅的功能模式发生了很大的变化人们不再满足于温饱型住宅开始追求一种完善的功能性住宅上海目前配设电梯的住宅热销便是一个有力的佐证作为一种垂直交通工具的电梯可便捷地解决日常的出行问题是住宅建设发展的方向之一进入二十世纪八十年代以来上海的住宅建设蓬勃发展截至2001年底上海市区各类房屋的总建筑面积达到38324万平方米居住房屋的面积达到23475万平方米占总建筑面积的61.25%其中超过八层以上的建筑面积为7410万平方米占总建筑面积的19.33%[4]以此百分比为依据类推七层以下含七层居住房屋在总居住房屋的总面积为18937万平方米截至2001年底上海市区人均居住面积达到了12.5平方米平均每户人口2.8人若以六层一梯四户计算则各区职工住宅的单元门入口数可以用下式进行估计单元入口数=职工住宅总面积/12.5*2.8*4*6按照上式计算得到的关于多层住宅单元门入口数的估计数为189378万/12.5*2.8*4*6=22.55万所以可以毫不夸张地说加装电梯确确实实的涉及到了千家万户的利益5上海交通大学硕士学位论文第二章多层住宅结构分析第二章多层住宅结构分析2.1套型结构发展历史多层住宅加装电梯不可避免地要涉及到住宅本身的套型结构的影响作用住宅套型结构的发展经历了如表2-1所示的发展过程[1]表2-1套型结构发展表类型功能模式生活特征多户合住式KTBLDBLD每户一室或带套间的两室卧室兼起居用餐功能多户公用厨房和厕所独户小面积床寝型KTBLD每户1~2室多数穿套卧室兼起居用餐功能以放床睡眠为主独用小厨房和厕所或合用厕所小房厅式餐寝型KTDBL每户11.522.5室走道扩大为小房厅小房厅用餐会客起居多在卧室餐寝分离独用厨房卫生间设便位浴位大厅小卧式起居型KTLDB大起居厅小卧室起居睡眠分离用餐在起居室独用厨房加大设备完善设排油烟机等卫生间按便器浴盆面盆洗衣功能适当分隔注K-厨房T-卫生间B-卧室L-起居室D-用餐空间由于套型的发展过程导致了现有多层住宅的单元平面布局呈现出多样化考虑到住宅使用功能