高烈度抗震设防区减隔震电梯井结构及施工方法

技术领域

本发明涉及电梯井技术领域，具体为高烈度抗震设防区减隔震电梯井结构及施工方法。

背景技术

电梯井是安装电梯的井道，井道的尺寸是按照电梯选型来确定的，现有的隔震电梯井可以很好地辅助电梯进行安装使用，还可以将输入的地震波中与结构发生共振的频率段过滤掉，可以起到很好的屏蔽地震波作用。

除此，还对电梯设计有隔振结构，如悬挂式电梯井和支撑式电梯井，其中悬挂式电梯井类似悬臂结构，但这种结构形式的电梯井在地震作用下，会因电梯底部缺少约束，使得电梯井位移偏大，电梯井的稳定性差；而支撑式电梯井底部多采用隔震支座对电梯井底部进行约束，虽然可以提高电梯井的稳定性，限制电梯井底部位移，但是对于高层电梯井，由于电梯井很深导致越位于高楼层的电梯井在地震横波中摇摆幅度越大，位于底部的隔震支座对顶部的电梯井部分的隔震和缓冲地震波的效果有限，导致对电梯井的刚度和承载力提出了更高施工要求。

中国专利公开号 CN 114856124 A提出了《一种隔震结构的电梯井构造及施工方法》，其中电梯井构造是在电梯基坑底部至少立设有四根支杆，支杆的下端通过球铰铰接在电梯基坑的坑底上，支杆的顶端设有第一橡胶层，电梯井的底端支设在支杆的顶端面上；电梯井的外壁与电梯基坑的坑壁之间设有若干限位器。该发明申请可使电梯井在地震时在可控的位移范围内自由移动，又有助于增加电梯井的整体稳定性。此外，该发明申请的隔震结构电梯井构造，施工成本以及维护成本低，有助于提高电梯井的抗震稳定性。

但是上述方案的电梯井在使用时还存在一些弊端：

当所在地区发生地震时，电梯在井内横向摇摆是多次的，仅依靠电梯基坑位置处的限位器来缓冲摇摆是不够的，仍对高楼层位置的电梯井无法起到地震横波减震作用。若限位器沿电梯井网上铺展开，使上方的电梯井外壁与建筑楼体结构之间也分布设置，虽然理论上能缓冲摇摆，但因为限位器是单个的，为保证减震效果，限位器需要按一定规律排布，且安装数量大，成本和施工难度极高。

因此，有必要对电梯井设计新的隔震结构以抗震，以解决现有技术中电梯井尤其是高层电梯井中抗震隔震结构成本和施工难度高的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供高烈度抗震设防区减隔震电梯井结构及施工方法，以解决现有技术中电梯井尤其是高层电梯井中抗震隔震结构成本和施工难度高的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种高烈度抗震设防区减隔震电梯井结构，包括电梯井本体和位于建筑物底部的电梯基坑，所述电梯基坑与电梯井本体的底部之间设有隔震沟，电梯井本体悬挂于建筑物墙体的转换大梁上，其还包括：

隔震支座，其间隔设置于建筑物中使建筑物墙体分为上、下部两部，且隔震支座位于转换大梁下方；

横向缓冲连接体，连接于电梯井本体与建筑物墙体之间，其在横向上有溃缩位移量以对地震横波起吸能减振的作用，且位于转换大梁上方。

优选的，所述横向缓冲连接体为电梯井本体连接建筑物墙体的楼板，其内设钢模架，该钢模架在水平面上的X向和Y向上均具有压缩、拉伸位移量，钢模架由混泥土包覆形成板体结构。

优选的，所述钢模架包括两条导轨和X架，其中一条导轨与电梯井本体的模架相固定，另一条导轨与建筑物墙体的模架相固定，两条导轨相对的一侧开设有导向槽；所述X架包括两条交叉铰接的模条，模条的两端对应连接于两导向槽中使得两模条相对转动导致夹角变化时，模条的端部限位于导向槽移动，两导轨的间距随之变化。

优选的，所述隔震支座的上下两端分别通过螺钉安装有上支墩与下支墩，且上支墩与下支墩的结构等同，并且上支墩与下支墩的内侧连接有保护胶；

所述上支墩与下支墩的外侧两端均固定安装有预埋套筒，且四个所述预埋套筒的结构等同，并且四个预埋套筒是关于上支墩与下支墩的竖向中心线对称设置，四个所述预埋套筒的内侧均开槽贯穿连接有锚筋，且四根所述锚筋的结构等同。

优选的，所述下支墩的底部下方贴合设置有法兰板，且法兰板的下方设置有定位预埋板，并且定位预埋板的体积小于法兰板的体积。

优选的，所述保护胶的内部设置有一排内部钢板，且一排所述内部钢板的结构等同，并且一排内部钢板的内侧贴合连接有内部橡胶。

优选的，所述电梯基坑的底部开设有两个电梯检修坑，且左侧电梯检修坑的体积大于右侧电梯检修坑的体积。

优选的，所述电梯基坑的左侧上方滑动连接有移动钢板，且移动钢板的右端贯穿延伸至电梯井本体的左侧底部内侧，所述电梯井本体的底部左侧开设有滑槽，且滑槽的内部连接有移动钢板。

本发明还公开了一种高烈度抗震设防区减隔震电梯井结构的施工方法，其包括如下步骤：

S1：施工前，应对电梯基坑进行清扫，将废钢筋、铁钉、小石子清除，提前进行砖胎膜定位；

S2：施工时，砖胎膜定位精确后，进行砖胎膜砌筑，砖胎膜长度与电梯井本体底板周长一致，宽度为240，高度为550，然后在砖胎膜施工完成后，在砖胎膜内填充黄沙；

黄沙填充达到砖胎膜高度后，在黄沙上沿长边按间距150mm铺设40*40mm矩管作为次楞，在矩管上铺设一层13mm厚模板进行底模支设，模板拼缝处采用40mm*100mm木方作为次楞以固定模板，然后绑扎电梯井底板钢筋时，确保已经合理安放钢筋的保护层垫块，按照设计位置预埋线盒、线管，进行电梯井底板混凝土浇筑成型；

电梯井底板混凝土达到设计强度后，作为电梯井侧墙施工平台进行电梯井第二次施工：首先，进行钢筋绑扎，钢筋绑扎高度增加的同步绑扎横向缓冲连接体的模架，完成后再进行电梯井和横向缓冲连接体的外侧模搭设，外侧模支设运用单侧支模加固施工工艺，内模采用筒模，外模采用新型背楞为主楞作为加固体系；

S3：在外侧模搭设完成后进行混凝土浇筑，等待混凝土凝固之后，以横向缓冲连接体为施工平台对外侧模由上往下进行拆除，同一层先拆电梯井的外侧模再拆除横向缓冲连接体的外侧模；

外侧模拆除完成后，拆除底部支撑体系，先将电梯基坑的支撑拆除，接下来拆除砖胎膜，让黄沙塌陷，然后采用高压水枪将黄沙从电梯基坑与集水井的连接口冲刷到集水井里进行收集，完成模板拆除。

优选的，所述步骤S1中，黄沙分两次填充，第一次填充300mm，用平板振动机振动密实，浇水湿润固结，黄沙的压实系数为0.94，以保证黄沙不会塌陷，避免影响混凝土的浇筑质量；第二次填充250mm，重复振动工序，至达到压实要求，随后在黄沙填充完成后，在砖胎膜外侧支设一层木模板，作为底部侧模及砖胎膜加固体系，利用短钢管和顶托连接砖胎膜和电梯基坑壁，以加强砖胎膜稳定性。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

（1）该高烈度抗震设防区减隔震电梯井结构及施工方法，从设计角度出发，在地下室和主楼之间设置隔震层，将输入地震波中与结构发生共振的频率段过滤掉，阻隔地震能量向上部结构的传递，采用悬挂式电梯井，将电梯井与地下室断开，与隔震层设计呼应，将隔震层作用发挥到最大，避免地震时电梯井受到破坏。同时通过横向缓冲连接体连接电梯井本体和建筑物墙体，增加建筑物墙体对电梯井本体的支撑点，降低转换大梁的负重，且横向缓冲连接体对地震横波吸能减振，降低地震波尤其是横波对电梯井本体的冲击损害，减小电梯井本体在地震中的横向摇摆，避免折断的情况。

（2）该高烈度抗震设防区减隔震电梯井结构及施工方法，在砖胎膜施工完成后，在砖胎膜内填充黄沙，黄沙分两次填充，用平板振动机振动密实，浇水湿润固结，以保证黄沙不会塌陷，避免影响混凝土的浇筑质量。第二次填充后，重复振动工序，至达到压实要求，在砖胎膜外侧支设一层木模板，作为底部侧模及砖胎膜加固体系，利用短钢管和顶托连接砖胎膜和电梯基坑壁，以加强砖胎膜稳定性。且同步施工横向缓冲连接体，在外侧模拆除过程中，能够以横向缓冲连接体为操作平台，方便工人对电梯井的外侧模进行拆除操作。

（3）该高烈度抗震设防区减隔震电梯井结构及施工方法，选择厚度为13mm的黑模板作为模板面板，选择40×40方钢管为竖向背楞，间距保持200mm。选择新型背楞为横向背楞，间距457.5mm。配模时，使用标板，标板对拉螺杆间距457.5mm，对拉螺杆距离模板边缘228.75mm，对拉螺杆孔18~20mm。主楞采用公司新型背楞，新型背楞为30×50×2.4的方管，表面镀锌，通过背楞连接器和销子将主背楞精密连接为一体，实现了墙体主背楞与主背楞之间的定型化调节，提高体系产品的综合利用率和通用率。

附图说明

图1为本发明悬挂式电梯井示意图；

图2为本发明隔震支座连接结构示意图；

图3为本发明图2中B处放大结构示意图；

图4为本发明图1中A处放大结构示意图；

图5为本发明砖胎膜立体结构示意图；

图6为本发明外侧模主剖结构示意图；

图7为本发明横向缓冲连接体的钢模架结构示意图；

图8为本发明减隔震施工流程图。

图中：1、电梯基坑；2、电梯井本体；3、隔震沟；4、转换大梁；5、水平隔离缝；6、电梯检修坑；7、移动钢板；8、滑槽；9、上支墩；10、下支墩；11、锚筋；12、预埋套筒；13、保护胶；14、内部钢板；15、内部橡胶；16、法兰板；17、定位预埋板；18、外侧模；19、竖向背楞；20、横向背楞；21、砖胎膜；22、销子；23、楼板；231、钢模架；232、导轨；234、X架；235、导向槽；236、模条。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-8，本发明提供技术方案：

一种高烈度抗震设防区减隔震电梯井结构，其包括电梯井本体2和位于建筑物底部的电梯基坑1，电梯基坑1建设地基底部下方，所述电梯基坑1与电梯井本体2的底部之间设有隔震沟3，电梯井本体2与电梯基坑1之间没有连接，电梯井本体2悬于电梯基坑1中。电梯井本体2悬挂于建筑物墙体的转换大梁4上，通常转换大梁4的厚度大于电梯井本体2的厚度，转换大梁4安装在建筑物墙体中。本发明的结构其还包括隔震支座和横向缓冲连接体。

所述隔震支座，其间隔设置于建筑物中使建筑物墙体分为上、下部两部，且隔震支座位于转换大梁4下方。隔震支座把建筑物的上部结构与下部结构分隔开来，在上、下部结构处形成一个隔震层，即相当于在地下室和主楼之间设置隔震层，能将输入地震波中与结构发生共振的频率段过滤掉，阻隔地震能量向上部结构的传递，同时采用悬挂式电梯井，将电梯井与地下室断开，与隔震沟3设计呼应，将隔震层作用发挥到最大，避免地震时电梯井受到破坏。隔震支座弹性大、刚性小，当地震来临时，由隔震支座形成的隔震层就会发挥它的“减震”作用，它能分散、隔离地震的能量，避免或减少地震能量向建筑物的上部结构传输，使建筑物的上部结构的震动反应减小到最小，从而起到“隔”震的作用。隔震支座对对地震纵波的阻隔减震效果是很明显的，本发明由此形成的隔震层不单是阻隔地震纵波向电梯井传播，也阻隔了地震纵波向整个建筑物上部结构传播。

所述横向缓冲连接体，连接于电梯井本体2与建筑物墙体之间，其在横向上有溃缩位移量以对地震横波起吸能减振的作用，且位于转换大梁4上方。隔震支座虽然能起到明显的隔震作用，但其与建筑体直接相接，无法避免仍会有部分地震波余量传递到建筑物墙体中，尤其是地震横波，会导致建筑物受到较大的横向剪切力，来回摇摆，破坏性大，造成建筑物墙体移位裂缝，甚至断折。为此，本发明采用横向缓冲连接体连接电梯井本体和建筑物墙体，除了能增加建筑物墙体对电梯井本体的支撑点，降低转换大梁的负重，横向缓冲连接体还对地震横波吸能减振，将从建筑物墙体向电梯井本体传播的地震横波阻隔开，降低地震波尤其是横波对电梯井本体的冲击损害，减小电梯井本体在地震中的横向摇摆，避免折断的情况。

利用高层建筑中已有的楼板23，用所述横向缓冲连接体代替楼板23连接电梯井本体2与建筑物墙体，如此不会影响原有的建筑结构复杂程度，成本和实施工艺不会受到明显影响。此时，楼板23内设钢模架231，钢模架231的结构是多样的，其关键在于钢模架231在水平面上的X向和Y向上均具有压缩、拉伸位移量，钢模架231由混泥土包覆形成板体结构。受地震横向剪切力时，首先钢模架231上的混泥土吸收地震波能量，当能量到达一定强度时钢模架231上的混泥土会开裂破碎开，若此时地震波能量依然强劲，在剪切力作用下，建筑物墙体会进一步晃动造成建筑物墙体向电梯井本体2移动，进而推动钢模架231在水平方向上通过压缩或拉伸产生的位移量来缓冲建筑物墙体进一步向电梯井本体2传递剪切力，使电梯井本体2受到的冲击减小，摇摆幅度较小，降低本体的结构损坏。

考虑建筑在地震中随高度的摇摆幅度，应考虑相对较高位置的楼板23的溃缩吸能和X向和Y向上的位移量不应低于较低位置的楼板23。同时楼板23的厚度应适中，保证其纵向称重强度，但在横向上避免刚强度过高不能产生溃缩，混泥土被破坏后，只要钢模架231仍完好，在震后重新浇筑即可。施工时可选择电梯井本体2的一侧或者多侧构建横向缓冲连接体，不作唯一限制。

作为一种具体结构，所述钢模架231包括两条导轨232和X架234，其中一条导轨232与电梯井本体2的模架相固定，另一条导轨232与建筑物墙体的模架相固定，两条导轨232相对的一侧开设有导向槽235；所述X架234包括两条交叉铰接的模条236，模条236的两端对应连接于两导向槽235中使得两模条236相对转动导致夹角变化时，模条236的端部限位于导向槽235移动，两导轨232的间距随之变化。根据需要，可在导轨232与X架234之间构设填充模架，以不限制两X架234夹角变化为基本要求，达到浇筑混泥土的模架密度。

作为一种具体结构，所述隔震支座的上下两端分别通过螺钉安装有上支墩9与下支墩10，且上支墩9与下支墩10的结构等同，并且上支墩9与下支墩10的内侧连接有保护胶13。所述上支墩9与下支墩10的外侧两端均固定安装有预埋套筒12，且四个所述预埋套筒12的结构等同，并且四个预埋套筒12是关于上支墩9与下支墩10的竖向中心线对称设置，四个所述预埋套筒12的内侧均开槽贯穿连接有锚筋11，且四根所述锚筋11的结构等同。

下支墩10的底部下方贴合设置有法兰板16，且法兰板16的下方设置有定位预埋板17，并且定位预埋板17的体积小于法兰板16的体积，电梯基坑1的底部开设有两个电梯检修坑6，且左侧电梯检修坑6的体积大于右侧电梯检修坑6的体积，电梯井本体2的上方两端均开设有水平隔离缝5，且两个水平隔离缝5的结构等同，并且右侧水平隔离缝5的上方对应有转换大梁4，外侧模18，且内侧竖直安装有一排竖向背楞19，且一排竖向背楞19是等间距设置，并且的表面等间距设置有一排横向背楞20，一排横向背楞20的表面等间距设置有一排销子22，且一排销子22的结构等同。

所述保护胶13的内部设置有一排内部钢板14，且一排所述内部钢板14的结构等同，并且一排内部钢板14的内侧贴合连接有内部橡胶15。

所述电梯基坑1的底部开设有两个电梯检修坑6，且左侧电梯检修坑6的体积大于右侧电梯检修坑6的体积。所述电梯基坑1的左侧上方滑动连接有移动钢板7，且移动钢板7的右端贯穿延伸至电梯井本体2的左侧底部内侧，所述电梯井本体2的底部左侧开设有滑槽8，且滑槽8的内部连接有移动钢板7。

基于上述结构，本发明对应提出了一种高烈度抗震设防区减隔震电梯井结构的施工方法，其包括如下步骤：

S1：施工前，应对电梯基坑1进行清扫，将废钢筋、铁钉、小石子等垃圾清除，提前进行砖胎膜21定位。

S2：施工时，砖胎膜21定位精确后，进行砖胎膜21砌筑，砖胎膜21长度与电梯井本体2底板周长一致，宽度为240，高度为550，然后在砖胎膜21施工完成后，在砖胎膜21内填充黄沙。砌筑砖胎膜21作为挡墙后，可解决黄沙易流淌性的问题。砖胎膜21内填充黄沙，采用平板振动机将黄沙振动密实。

黄沙填充达到砖胎膜21高度后，在黄沙上沿长边按间距150mm铺设40*40mm矩管作为次楞，在矩管上铺设一层13mm厚模板进行底模支设，模板拼缝处采用40mm*100mm木方作为次楞以固定模板，然后绑扎电梯井底板钢筋时，确保已经合理安放钢筋的保护层垫块，按照设计位置预埋线盒、线管等，对钢筋隐蔽施工做好验收工作。通过验收后，进行电梯井底板混凝土浇筑成型。

电梯井底板混凝土达到设计强度后，作为电梯井侧墙施工平台进行电梯井第二次施工：首先，进行钢筋绑扎，钢筋绑扎高度增加的同步绑扎横向缓冲连接体的模架，完成后再进行电梯井和横向缓冲连接体的外侧模18搭设，外侧模18支设运用单侧支模加固施工工艺，内模采用筒模，外模采用新型背楞为主楞作为加固体系。

S3：在外侧模18搭设完成后进行混凝土浇筑，等待混凝土凝固之后，以横向缓冲连接体为施工平台对外侧模18由上往下进行拆除，同一层先拆电梯井的外侧模18再拆除横向缓冲连接体的外侧模18。

外侧模18拆除完成后，拆除底部支撑体系，先将电梯基坑1的支撑拆除，接下来拆除砖胎膜21，让黄沙塌陷，然后采用高压水枪将黄沙从电梯基坑1与集水井的连接口冲刷到集水井里进行收集，完成模板拆除。

所述步骤S1中，黄沙分两次填充，第一次填充300mm，用平板振动机振动密实，浇水湿润固结，黄沙的压实系数为0.94，以保证黄沙不会塌陷，避免影响混凝土的浇筑质量；第二次填充250mm，重复振动工序，至达到压实要求，随后在黄沙填充完成后，在砖胎膜21外侧支设一层木模板，作为底部侧模及砖胎膜21加固体系，利用短钢管和顶托连接砖胎膜21和电梯基坑壁，以加强砖胎膜21稳定性。

虽然黄沙松散易流淌塌陷，但经过浇水润湿后将下沉变得比较密实。再经过平板振动机振密平整后黄砂将十分密实，完全能承受一定的压力，填充黄沙并振动密实后，在砖胎膜21外侧支设一层木模板，用短钢管和顶托将木模板支撑在电梯基坑1壁上，对砖胎膜21起侧面加固的作用，防止因为压力过大砖胎膜21坍塌，砖胎膜21填充时采用黄沙，是因为电梯井施工完成后，利用黄沙的易流淌性，在砖胎膜21拆除后，产生空间，采用高压水冲刷的方式，使原本紧密的黄沙层松动，很容易把黄沙从电梯基坑1冲到集水井里面，达到模板拆除的目的。

在步骤S3中，混泥土浇筑可以采用高强灌浆料二次浇筑法，即整个支墩浇筑过程分2次浇筑，第1次浇筑至支座下连接板以下100mm处，第2次采用高强灌浆料浇筑剩下部分，第2次浇筑之前应复核预埋板的平面位置、标高和水平度，隔震支座施工测量中对于同一个测站上所测设的各点，除后视定向误差外，各测点的量距和方位角均为各自独立且点与点之间的误差也是独立的，即同一个测站测设的各点就算有误差也不会累积，不会依次传递。前后测距差值应满足误差限值要求，最好取等距离观测或位置点，这样测距差引起的误差最小。极大的降低了测量放样时对施工现场的影响，加快现场施工进度。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。