第 4 期 郑 文 忠, 等 : 协 同 式 套 建 增 层 框 架 时 程 分 析 及 防 倒 塌 措 施 7 称 规 范 ) 尚 未 给 出 针 对 协 同 式 套 建 增 层 结 构 的 设 计 条 款. 对 此 本 文 先 依 据 规 范 对 预 应 力 混 凝 土 框 架 结 构 的 规

第 43 卷 第 4 期 2011 年 4 月 哈 尔 滨 工 业 大 学 学 报 JOURNALOFHARBININSTITUTEOFTECHNOLOGY Vol43 No4 Apr.2011 协 同 式 套 建 增 层 框 架 时 程 分 析 及 防 倒 塌 措 施 郑 文 忠, 张 昊 宇 ( 哈 尔 滨 工 业 大 学 土 木 工 程 学 院,150090 哈 尔 滨,hitwzheng@163.com) 摘 要 : 针 对 如 何 确 保 协 同 式 套 建 增 层 框 架 大 震 不 倒 这 一 问 题, 采 用 IDARC(2D) 非 线 性 分 析 程 序 对 协 同 式 套 建 增 层 框 架 进 行 罕 遇 地 震 作 用 下 的 非 线 性 时 程 分 析. 结 果 表 明, 协 同 式 套 建 增 层 框 架 的 薄 弱 层 多 在 新 增 楼 盖 以 下 楼 层 ; 部 分 既 有 结 构 在 罕 遇 地 震 作 用 下 的 破 坏 程 度 重 于 新 增 结 构 ; 部 分 按 照 规 范 设 计 的 协 同 式 套 建 增 层 结 构 在 罕 遇 地 震 作 用 下 发 生 了 倒 塌 破 坏. 根 据 计 算 结 果 提 出 了 协 同 式 套 建 增 层 框 架 的 适 用 范 围 外 套 框 架 柱 轴 压 比 限 值 和 柱 端 弯 矩 增 大 系 数 以 及 相 关 构 造 措 施, 时 程 分 析 表 明 采 用 以 上 措 施 的 结 构 能 够 做 到 大 震 不 倒. 关 键 词 : 罕 遇 地 震 ; 套 建 框 架 ; 时 程 分 析 ; 防 倒 塌 措 施 中 图 分 类 号 :TU378 文 献 标 志 码 :A 文 章 编 号 :0367-6234(2011)04-0006-06 Timehistoryanalysis& anticolapseconstructionofstoreyadding outjacketingframecooperatedwiththeexistingstructure ZHENGWenzhong,ZHANGHaoyu (SchoolofCivilEngineering,HarbinInstituteofTechnology,150090Harbin,China,hitwzheng@163.com) Abstract:Toensuretheanticolapsecapacityofthestoreyaddingoutjacketingframecooperatedwiththeex istingstructure,timehistoryanalysisbyidarc(2d)ontheoutjacketingframeunderrearearthquakeare cariedout,whichshowsthatthelateralstifnesoftheframeisquiteweakbelowtheaddingstructure;the damagesoftheexistingstructureismoreseriousthantheoneoftheaddingstructure;andsomeoftheout jacketingframedesignedbycodefordesignofconcretestructures(gb50010 2002)&Codeforseismicde signofbuildings(gb50011 2002)colapseunderrearearthquake.Basedontheanalysis,applicationlim its,columnaxialcompresionratiolimits,endcolumnmomentmagnificationfactorsandconstructionmeasure oftheoutjacketingframearepresented.timehistoryanalysisshowsthatbythesereinforcingmeasures,col lapseoftheoutjacketingframecanbepreventedefectively. Keywords:rearearthquake;outjacketingframe;timehistoryanalysis;anticolapseconstruction 目 前 我 国 建 筑 的 增 层 需 求 日 益 增 长. 增 层 层 数 较 多 时 一 般 使 用 套 建 增 层 结 构. 套 建 增 层 框 架 承 担 全 部 新 增 楼 层 的 竖 向 荷 载, 避 免 直 接 增 层 导 致 的 既 有 结 构 承 载 力 不 足, 又 能 灵 活 布 置 楼 层 房 间, 故 在 增 层 改 造 中 稳 占 一 席 之 地. 若 将 套 建 增 层 框 架 柱 与 既 有 结 构 逐 层 链 杆 连 接, 使 新 旧 结 构 竖 向 自 由 变 形 水 平 协 同 工 作, 则 成 为 协 同 式 套 建 增 收 稿 日 期 :2009-10-26. 基 金 项 目 : 十 一 五 国 家 科 技 支 撑 计 划 项 目 (2006BAJ03A10-7); 国 家 教 育 部 长 江 学 者 奖 励 计 划 项 目 (2009-37). 作 者 简 介 : 郑 文 忠 (1965 ), 男, 博 士 生 导 师, 长 江 学 者 特 聘 教 授. 层 结 构, 如 图 1 所 示. 协 同 套 建 可 减 轻 套 建 增 层 结 构 侧 向 刚 度 的 上 大 下 小, 减 小 套 建 结 构 底 层 柱 的 计 算 长 度, 已 应 用 于 多 项 工 程 [1-2]. 目 前 针 对 协 同 式 套 建 增 层 结 构 罕 遇 地 震 下 防 倒 塌 措 施 研 究 尚 不 多 见 [3], 故 针 对 框 架 既 有 结 构 的 预 应 力 混 凝 土 协 同 式 套 建 框 架 开 展 了 研 究 工 作. 1 协 同 式 套 建 增 层 结 构 分 析 对 象 选 取 11 分 析 对 象 选 取 思 路 目 前 混 凝 土 结 构 设 计 规 范 (GB50010 2002) 和 建 筑 抗 震 设 计 规 范 (GB50011 2002)( 以 下 简

第 4 期 郑 文 忠, 等 : 协 同 式 套 建 增 层 框 架 时 程 分 析 及 防 倒 塌 措 施 7 称 规 范 ) 尚 未 给 出 针 对 协 同 式 套 建 增 层 结 构 的 设 计 条 款. 对 此 本 文 先 依 据 规 范 对 预 应 力 混 凝 土 框 架 结 构 的 规 定 设 计 协 同 式 套 建 增 层 框 架, 之 后 对 其 进 行 罕 遇 地 震 作 用 下 的 时 程 分 析, 根 据 分 析 结 果 对 上 述 标 准 相 应 条 款 进 行 调 整, 提 出 适 用 于 协 同 式 套 建 增 层 框 架 的 设 计 条 款. 12 协 同 式 结 构 的 基 本 条 件 和 配 筋 设 计 以 3 跨 既 有 框 架 结 构 为 增 层 对 象, 恒 载 6kN/m 2, 活 载 35kN/m 2, 混 凝 土 设 计 强 度 等 级 C30, 纵 筋 HRB335 级 钢. 首 层 高 45m, 其 余 层 高 36m, 梁 跨 度 及 纵 向 柱 距 6m; 框 架 梁 截 面 b h=300mm 500mm; 设 计 地 震 分 组 假 设 第 1 组. 柱 截 面 按 规 范 设 计 轴 压 比 限 值 选 取. 待 考 察 的 影 响 因 素 包 括 既 有 房 屋 层 数 (4,6,8) 设 防 烈 度 (6, 7,8 度 ) 和 场 地 类 别 (Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ 类 ). 由 此 确 定 的 既 有 房 屋 结 构 如 表 1 所 示. 为 方 便 对 比 将 套 建 结 构 编 号, 如 71-4Y7 表 示 7 度 区 Ⅰ 类 场 地 (2 3 分 别 表 示 Ⅱ Ⅲ 类 场 地 ) 4 层 既 有 结 构 使 用 既 有 结 构 屋 面 做 新 增 楼 层 地 面 (N 表 示 不 使 用 既 有 结 构 屋 面 做 新 增 楼 层 地 面 ) 新 增 7 层 的 套 建 结 构. 套 建 增 层 结 构 恒 载 745 kn/m 2, 活 载 35kN/m 2, 混 凝 土 设 计 强 度 等 级 C40, 纵 筋 HRB400 级 钢. 梁 跨 度 21m, 截 面 b h=600mm 1200mm, 纵 向 柱 距 6m, 层 高 4m, 截 面 尺 寸 由 设 计 轴 压 比 层 间 弹 性 位 移 角 限 值 确 定, 且 保 证 框 架 层 间 弹 性 位 移 角 接 近 1/550. 预 应 力 筋 选 用 f ptk = 1860N/mm 2 的 低 松 弛 钢 绞 线, 张 拉 控 制 应 力 σ con = 075f ptk, 按 有 粘 结 两 端 张 拉 考 虑. 考 察 因 素 包 括 增 层 层 数 和 增 层 方 式 : 增 层 层 数 由 3 层 至 规 范 规 定 的 框 架 结 构 高 度 限 值 ; 套 建 方 式 按 是 否 使 用 既 有 结 构 屋 面 做 新 增 楼 层 地 面 楼 盖 加 以 区 别, 见 图 1. 由 此 确 定 待 分 析 的 结 构 共 计 166 个. 结 构 按 图 1 力 学 模 型 计 算 常 遇 地 震 作 用 下 的 内 力, 依 规 范 计 算 套 建 框 架 和 既 有 框 架 的 配 筋. 烈 度 场 地 表 1 既 有 结 构 编 号 既 有 结 构 层 数 4 6 8 Ⅰ 6.1-4 6.1-6 6.1-8 6 Ⅱ 6.2-4 6.2-6 6.2-8 Ⅲ 6.3-4 6.3-6 6.3-8 Ⅰ 7.1-4 7.1-6 7.1-8 7 Ⅱ 7.2-4 7.2-6 7.2-8 Ⅲ 7.3-4 7.3-6 7.3-8 Ⅰ 81-4 81-6 8 Ⅱ 82-4 82-6 Ⅲ 83-4 83-6 表 2 天 然 地 震 动 记 录 的 选 取 图 1 协 同 式 套 建 增 层 结 构 示 意 图 2 时 程 分 析 的 方 法 和 关 键 点 21 地 震 动 记 录 的 选 取 和 时 程 分 析 条 件 选 取 3 条 天 然 地 震 动 记 录 和 1 条 拟 合 目 标 谱 [4-5] 的 人 工 地 震 动, 天 然 地 震 动 记 录 的 选 取 如 表 2 所 示. 场 地 地 震 动 记 录 名 称 hichi-ila063w ( 简 称 集 集 ) Ⅰ G06-Gilroy#6W ( 简 称 G06) GPK-GrifithW ( 简 称 GPK) SanFernandonsn(san-centralChileearthquake31985)( 简 称 San) Ⅱ Sun-10N(NorthridgeearthquakeJAN17,1994)( 简 称 sun) TaftLincolnSchool69 1952( 简 称 Taft) ElCentroSite,180 1940( 简 称 EI) Ⅲ SanFernandoHolywoodstorage90 ( 简 称 San3) Cpc-TopangaS74ENorthridgeearthquake( 简 称 Cpc) 使 用 IDARC-2D(v55) 进 行 协 同 式 套 建 增 层 结 构 罕 遇 地 震 时 程 分 析. 选 取 集 中 塑 性 模 型, 柱 骨 架 曲 线 由 IDARC 纤 维 模 型 程 序 计 算, 梁 骨 架 曲 线 由 自 编 M- 程 序 求 得. 恢 复 力 模 型 选 取 PARK 3 线 性 骨 架 曲 线 和 屈 服 朝 向 法 滞 回 模 式 [6], 控 制 滞 回 规 则 的 参 数 (α,β,γ) 通 过 试 算 并 与 预 应 力

8 哈 尔 滨 工 业 大 学 学 报 第 43 卷 梁 拟 静 力 试 验 对 比 确 定 [7]. 使 用 上 述 模 型 对 图 2 所 示 预 应 力 混 凝 土 悬 臂 梁 进 行 滞 回 曲 线 计 算, 梁 端 力 - 位 移 计 算 结 果 与 拟 静 力 试 验 曲 线 对 比 如 图 3 所 示. 可 见 该 模 型 基 本 能 够 反 映 构 件 实 际 性 能, 可 用 于 结 构 的 非 线 性 时 程 分 析.!" 图 2 预 应 力 混 凝 土 悬 臂 梁 滞 回 性 能 试 验 示 意 图 图 3 预 应 力 混 凝 土 悬 臂 梁 滞 回 曲 线 对 比 协 同 式 套 建 增 层 结 构 的 单 元 划 分 如 图 4 所 示, 柱 为 每 层 一 个 单 元, 既 有 结 构 梁 为 每 跨 一 个 单 元, 一 根 套 建 框 架 梁 划 分 为 4 个 单 元, 节 点 分 别 设 置 在 预 应 力 筋 反 弯 点 附 近 和 跨 中. 既 有 结 构 在 每 层 端 节 点 与 套 建 框 架 柱 在 同 一 标 高 铰 接 连 接. 框 架 梁 柱 节 点 刚 域 按 高 层 建 筑 混 凝 土 结 构 技 术 规 程 (JGJ3 2002) 计 算. 图 4 套 建 结 构 分 析 模 型 示 意 图 22 结 构 倒 塌 判 别 准 则 试 算 表 明 对 整 体 结 构 是 否 倒 塌 起 决 定 性 作 用 的 是 套 建 增 层 结 构. 因 此, 倒 塌 判 别 主 要 看 套 建 框 架 是 否 变 为 机 构. 参 考 规 范 规 定, 采 用 破 坏 机 构 和 层 间 侧 移 角 限 值 衡 量 协 同 式 套 建 增 层 框 架 是 否 破 坏, 即 结 构 在 任 一 罕 遇 地 震 动 作 用 下 出 现 图 5 所 示 的 任 一 种 机 构, 或 在 任 一 罕 遇 地 震 动 作 用 下 的 层 间 侧 移 角 达 到 1/50 都 可 判 定 结 构 破 坏 [8-9]. 此 外 由 于 整 体 结 构 是 否 破 坏 主 要 依 赖 于 套 建 增 层 框 架, 仅 既 有 结 构 发 生 层 倒 塌 机 制 或 层 间 侧 移 超 限 时, 整 体 结 构 尚 未 倒 塌, 故 整 体 结 构 层 间 侧 移 应 以 套 建 增 层 框 架 楼 层 来 衡 量, 即 套 建 底 层 按 第 一 层 衡 量. 地 震 动 加 速 度 时 程 曲 线 最 大 值 按 相 关 文 献 取 值 [10]. 图 5 协 同 式 套 建 增 层 结 构 出 铰 模 式 3 时 程 分 析 结 果 编 号 为 63-4N8 73-4Y7 83-6Y3 的 协 同 式 套 建 结 构 罕 遇 地 震 时 程 分 析 结 果 如 图 6 7 所 示. 图 6 为 结 构 破 坏 最 严 重 的 地 震 动 记 录 计 算 结 果. 图

第 4 期 郑 文 忠, 等 : 协 同 式 套 建 增 层 框 架 时 程 分 析 及 防 倒 塌 措 施 9 7 中 的 第 一 层 均 指 套 建 框 架 最 下 层 梁 至 基 顶 间 的 部 分. 由 图 6 可 见, 既 有 结 构 在 罕 遇 地 震 作 用 下 破 坏 严 重, 但 由 于 外 套 框 架 柱 的 约 束, 在 套 建 柱 破 坏 之 前 即 使 既 有 结 构 出 现 层 倒 塌 破 坏 机 制, 整 体 结 构 也 未 倒 塌. 此 外, 套 建 增 层 结 构 上 部 几 乎 未 出 现 较 大 破 坏, 发 生 倒 塌 的 结 构 全 部 为 套 建 底 层 出 现 层 倒 塌 破 坏 机 制, 说 明 协 同 式 套 建 增 层 结 构 仍 存 上 刚 下 柔 的 现 象. 由 图 7 可 见,3 个 套 建 结 构 在 罕 遇 地 震 作 用 下 的 最 大 侧 移 变 化 规 律 大 致 相 同 : 既 有 结 构 高 度 范 围 内 的 侧 移 明 显 大 于 上 部 新 增 结 构, 套 建 底 层 的 层 间 侧 移 角 也 明 显 大 于 上 层. 这 与 出 铰 情 况 相 吻 合, 说 明 协 同 式 套 建 增 层 结 构 仍 存 在 高 鸡 腿 现 象, 为 避 免 结 构 发 生 破 坏, 套 建 底 层 柱 应 给 予 一 定 的 增 强 措 施. 图 7(c) 结 构 在 EI 罕 遇 地 震 动 作 用 下, 套 建 框 架 柱 在 既 有 结 构 高 度 范 围 内 出 现 受 弯 屈 服, 这 是 由 于 既 有 结 构 出 现 层 倒 塌 破 坏 机 制 后, 结 构 的 水 平 力 转 由 套 建 框 架 柱 承 担, 最 终 使 其 屈 服 出 铰. 可 见 在 既 有 结 构 高 度 范 围 内 的 套 建 框 架 柱 应 通 常 加 强.!"! #"! ' & " / 图 6 典 型 协 同 套 建 增 层 框 架 结 构 在 罕 遇 地 震 动 作 用 下 的 塑 性 铰 分 布 图!!! " & '!!! "# $ $ $ $ $$ $$ $$ "$$ %!! %/.+ &" ( &" )'"*' %#.+ " / /& 0 ' & " / " & / +'"*',&* -&* 图 7 典 型 协 同 套 建 增 层 框 架 结 构 最 大 侧 移 及 层 间 侧 移 角 分 布 图 对 表 1 既 有 结 构 进 行 协 同 式 套 建 增 层, 之 后 逐 一 进 行 罕 遇 地 震 动 作 用 下 的 时 程 分 析, 得 出 : 1) 协 同 套 建 增 层 结 构 在 罕 遇 地 震 下 的 破 坏 情 / %/.+ " / /& " 况 如 表 3 所 示.6 度 区 总 高 小 于 60m 的 协 同 式 套 建 增 层 结 构 均 未 发 生 倒 塌 ;7 度 区 总 高 小 于 55m 的 协 同 式 套 建 增 层 结 构 有 少 量 发 生 倒 塌 破 坏 ;8 度 区 总

10 哈 尔 滨 工 业 大 学 学 报 第 43 卷 高 度 小 于 45m 的 协 同 式 套 建 增 层 结 构 有 较 多 发 生 倒 塌. 表 3 协 同 式 套 建 结 构 倒 塌 情 况 烈 度 场 地 既 有 结 构 层 数 4 6 8 6 无 Ⅰ 71-4N4 71-4N9 无 无 7 Ⅲ 73-4N7 73-4Y7 73-6N6 73-6N8 无 Ⅰ 所 有 81-4 增 层 结 构 81-6N3,81-6Y5 81-6Y5,81-6N5-8 Ⅱ 82-4N3,82-4Y7 82-4N7 82-6N3,82-6N5 - Ⅲ 所 有 83-4 增 层 结 构 所 有 83-6 增 层 结 构 - 2) 按 照 场 地 土 类 别 排 列 协 同 套 建 增 层 结 构 的 破 坏 情 况, 由 严 重 至 轻 微 的 顺 序 为 Ⅲ 类 >Ⅱ 类 >Ⅰ 类. 这 是 由 于 协 同 套 建 增 层 结 构 的 基 本 周 期 较 长, 同 时, 配 筋 主 要 由 重 力 荷 载 组 合 控 制, 因 此, 处 于 软 土 场 地 的 套 建 增 层 结 构 地 震 加 速 度 记 录 长 周 期 部 分 的 谱 值 较 大, 使 得 结 构 的 地 震 反 应 和 破 坏 较 为 严 重. 3) 既 有 结 构 为 4 层 时, 协 同 式 套 建 增 层 结 构 的 破 坏 较 既 有 结 构 为 6 层 和 8 层 时 更 加 严 重. 这 是 由 于 既 有 结 构 为 6 层 和 8 层 时 整 体 结 构 的 抗 侧 刚 度 更 弱, 基 本 周 期 更 长, 使 得 结 构 遭 受 的 地 震 作 用 相 对 减 小. 4) 不 使 用 既 有 结 构 顶 层 做 新 增 楼 层 地 面 时, 新 增 一 层 和 既 有 结 构 顶 层 间 出 现 短 柱, 刚 度 很 大, 破 坏 严 重, 甚 至 使 结 构 倒 塌, 故 应 对 其 采 取 加 强 措 施. 5) 破 坏 模 式 几 乎 全 部 为 底 层 的 层 倒 塌 机 制, 说 明 协 同 式 套 建 增 层 结 构 仍 未 能 完 全 避 免 高 鸡 腿 效 应. 因 此, 将 套 建 增 层 结 构 柱, 尤 其 是 套 建 底 层 柱 予 以 增 强 是 保 证 协 同 式 套 建 增 层 结 构 大 震 不 倒 的 关 键. 4 协 同 式 套 建 增 层 框 架 加 强 措 施 1) 协 同 式 套 建 增 层 结 构 的 建 筑 高 度 大 都 大 于 30m. 对 于 低 于 30m 的 套 建 增 层 结 构 按 规 范 衡 量, 其 抗 震 等 级 较 同 条 件 下 高 于 30m 的 结 构 低 一 个 等 级. 前 述 时 程 分 析 表 明 这 类 结 构 的 损 伤 往 往 较 大, 因 此, 建 议 此 类 结 构 提 高 一 个 抗 震 等 级 进 行 设 计, 故 协 同 式 套 建 增 层 结 构 的 抗 震 等 级 如 表 4 所 示. 2) 既 有 结 构 在 罕 遇 地 震 作 用 下 的 破 坏 往 往 较 套 建 增 层 结 构 上 部 框 架 严 重. 尽 管 这 不 会 引 起 整 体 结 构 的 倒 塌, 但 既 有 结 构 相 对 较 大 的 损 伤 并 不 符 合 用 套 建 增 层 结 构 分 担 既 有 结 构 防 倒 塌 任 务 的 结 构 设 计 概 念. 同 时 考 虑 到 汶 川 地 震 中 出 现 了 一 些 发 生 轴 压 破 坏 的 框 架 柱, 说 明 在 竖 向 地 震 作 用 下 框 架 柱 混 凝 土 的 平 均 压 应 力 也 有 可 能 达 到 较 高 水 平. 因 此, 认 为 协 同 式 套 建 增 层 框 架 柱 设 计 轴 压 比 限 值 可 按 表 4 取 值. 表 4 协 同 式 套 建 增 层 框 架 抗 震 等 级 和 柱 设 计 轴 压 比 限 值 烈 度 最 大 高 度 /m 抗 震 等 级 设 计 轴 压 比 限 值 6 60 三 0.6 7 55 二 0.7 8 45 一 0.8 3) 对 于 不 使 用 既 有 结 构 顶 层 作 新 增 一 层 楼 盖 的 协 同 式 套 建 增 层 结 构, 既 有 结 构 顶 层 和 新 增 一 层 间 的 套 建 增 层 框 架 柱 应 按 图 8 所 示, 将 短 柱 扩 大 为 一 个 节 点, 节 点 区 的 纵 筋 箍 筋 均 加 大 加 密. 对 地 震 作 用 较 强 或 房 屋 抗 震 性 能 要 求 较 高 的 结 构 尚 应 配 置 适 量 斜 向 交 叉 筋, 以 避 免 发 生 短 柱 的 剪 切 破 坏. 对 采 取 该 措 施 后 的 协 同 式 套 建 增 层 结 构 进 行 时 程 分 析, 结 果 表 明 该 方 法 明 显 抑 制 了 短 柱 在 罕 遇 地 震 作 用 下 的 破 坏. #$%!" #$%!" 图 8 不 使 用 既 有 结 构 顶 层 的 协 同 套 建 增 层 结 构 短 柱 加 强 措 施 4) 套 建 底 层 柱 的 上 端 和 下 端 同 为 薄 弱 部 位, 易 屈 服 出 铰, 因 此, 套 建 框 架 底 层 上 下 柱 端 弯 矩 增 大 系 数 均 应 按 底 层 柱 对 待. 选 取 前 述 分 析 中 发 生 倒 塌 破 坏 的 结 构, 通 过 试 算 得 到 保 证 结 构 在 罕 遇 地 震 作 用 下 不 发 生 倒 塌 破 坏 的 柱 端 弯 矩 增 大 系 数, 如 表 5 所 示. 其 中 一 级 框 架 的 系 数 只 适 用 于 8 度 区 Ⅰ Ⅱ 类 场 地 土. 试 算 表 明 8 度 区 Ⅲ 类 场 地 下 一 些 协 同 套 建 增 层 结 构 ( 如 83-6Y3 83-4N5 等 ) 即 使 采 用 底 层 19 上 层 18 的 柱 端 弯 矩 增 大 系 数 仍 不 能 防 止 罕 遇 地 震 作 用 下 的 倒 塌, 说 明 8

第 4 期 郑 文 忠, 等 : 协 同 式 套 建 增 层 框 架 时 程 分 析 及 防 倒 塌 措 施 11 度 区 Ⅲ 类 场 地 不 适 于 协 同 套 建 增 层. 采 用 上 述 柱 端 弯 矩 设 计 值 增 大 系 数 的 结 构, 柱 剪 力 设 计 值 增 大 系 数 也 应 做 相 同 幅 度 调 整. 时 程 分 析 表 明, 采 用 以 上 增 强 措 施 后 的 协 同 式 套 建 增 层 结 构 能 够 满 足 大 震 不 倒 的 要 求. 表 5 套 建 增 层 结 构 柱 端 弯 矩 设 计 值 增 大 系 数 抗 震 等 级 柱 端 弯 矩 增 大 系 数 上 层 底 层 一 1.5 1.60 二 1.2 1.35 三 1.1 1.20 注 : 一 级 框 架 尚 应 满 足 ΣM c =12ΣM bua 的 要 求. 5 结 论 1) 协 同 式 套 建 增 层 结 构 的 套 建 底 层 为 结 构 的 薄 弱 环 节, 易 在 罕 遇 地 震 作 用 下 发 生 层 倒 塌 破 坏. 既 有 结 构 在 罕 遇 地 震 作 用 下 的 破 坏 程 度 大 于 新 增 楼 层, 但 由 于 套 建 柱 的 约 束, 仅 既 有 结 构 出 现 层 倒 塌 机 制 不 会 引 起 整 体 结 构 的 倒 塌. 2) 抗 震 设 防 烈 度 为 6 度 地 区 的 协 同 式 套 建 增 层 结 构 震 害 较 轻 ;7 度 8 度 地 区 的 协 同 式 套 建 增 层 结 构, 部 分 在 罕 遇 地 震 作 用 下 发 生 了 倒 塌 破 坏. 随 着 地 震 烈 度 的 增 高, 结 构 在 罕 遇 地 震 作 用 下 的 破 坏 程 度 加 剧, 破 坏 数 量 增 加. 3) 协 同 式 套 建 增 层 框 架 结 构 适 用 于 地 震 烈 度 为 6 度 7 度 区 的 Ⅰ 类 Ⅱ 类 及 Ⅲ 类 场 地 以 及 8 度 区 Ⅰ 类 Ⅱ 类 场 地 ; 此 类 结 构 的 抗 震 等 级 和 套 建 框 架 柱 的 设 计 轴 压 比 可 按 表 4 取 用 ; 若 套 建 框 架 存 在 短 柱, 则 应 按 图 8 所 示 措 施 加 强 ; 套 建 框 架 底 层 柱 ( 即 由 基 础 顶 面 至 新 增 一 层 之 间 的 套 建 柱 ) 全 柱 均 应 采 取 箍 筋 加 密 措 施, 纵 向 钢 筋 应 按 照 底 层 柱 上 下 端 最 不 利 情 况 配 置 ; 柱 端 弯 矩 增 大 系 数 按 表 5 取 用. 工 程 结 构 设 计 与 施 工 措 施 研 究 [J]. 土 木 工 程 学 报, 2006,39(11):68-76. [2] 陈 瑜, 高 红 旗, 周 兴 高. 建 筑 改 造 中 的 预 应 力 巨 型 框 架 设 计 与 施 工 要 点 [J]. 建 筑 科 学,2000(6):36-39. [3] 高 剑 平. 砖 混 房 屋 整 体 式 外 套 结 构 加 层 研 究 [D]. 哈 尔 滨 : 哈 尔 滨 工 业 大 学 土 木 工 程 学 院,2003. [4] MATJAZD,ALIREZAA.Groundmotionrecordse lectionfortheseismicdesignofstructures[c]//14th WorldConferenceonEarthquakeEngineering.Bei jing:[s..n.],2008:12-17. [5] IERVOLINOI,MADDALONIG,COSENZAE.Euro code8compliantrealrecordsetsforseismicanalysisof structures[j].journalofearthquakeengineering, 2008,12:54-90. [6] VALLESRE,REINHORNAM,KUNNATHSK,et al.idarcversion40:aprogram fortheinelastic damageanalysisofbuildings,technicalreportnceer -96-0010[R].Bufalo:StateUniversityofNew YorkatBufalo,1996:71-83. [7] LU Xinzheng,LIN Xuchuan,MA Yuhu.Numerical simulation forthe progresive colapse ofconcrete buildingduetoearthquake[c]//14thworldconfer enceonearthquakeengineering.beijing:[s.n.], 2008:12-17. [8] XUEQ,WUCW,CHENCC,etal.Post-earth quakelosasesmentbasedonstructuralcomponent damageinspectionforresidentialrc buildings[j]. EngineeringStructures,2009(31):2947-2953. [9] BALLINGRJ,BALLINGLJ,RICHARDSPW.De signofbuckling-restrainedbracedframesusingnon lineartimehistoryanalysisandoptimization[j].j StructEngrg,2009,135:461-469. [10] 龚 思 礼. 建 筑 抗 震 设 计 手 册 [M].2 版. 北 京 : 中 国 建 筑 工 业 出 版 社,2002:19-29. ( 编 辑 刘 彤 ) 参 考 文 献 : [1] 郑 文 忠, 刘 铁, 谭 军, 等. 绥 芬 河 青 云 市 场 套 ( 扩 ) 建