建筑消能减震加固技术规程 [附条文说明] T/CECS547-2018

2  术语和符号

2．1  术语

2．1．1  现有建筑  available buildings

    除古建筑外，建成并投入使用2年以上的建筑。

2．1．2  消能减震加固  seismic strengthening of buildings by energy dissipation method

    在现有建筑中安装消能部件，使其达到抗震鉴定要求所进行的设计及施工。

2．1．3  消能器  energy dissipation device

    通过内部材料或构件的摩擦、弹塑性滞回变形或黏性滞回变形来耗散或吸收能量的装置，包括金属型消能器、摩擦消能器、剧曲约束支撑、黏滞消能器和黏弹性消能器。

2．1．4  消能部件  energy dissipation part

    由消能器和支撑或连接消能器构件组成的部分。

2．1．5  金属消能器  metal energy dissipation device

    由各种不同金属材料元件或构件制成，利用金属元件或构件屈服时产生的弹塑性滞回变形耗散能量的减震装置。

2．1．6  摩擦消能器  friction energy dissipation device

    由钢元件或构件、摩擦片和预压螺栓等组成，利用两个或两个以上元件或构件间发生相对位移时产生的摩擦做功而耗散能量的减震装置。

2．1．7  屈曲约束支撑  buckling-restrained brace

    由核心单元、外约束单元等组成，利用核心单元产生弹塑性滞回变形耗散能量的减震装置。

2．1．8  黏滞消能器 viscous energy dissipation device

    由缸体、活塞、黏滞材料等部分组成，利用黏滞材料运动时产生黏滞阻尼耗散能量的减震装置。

2．1．9  黏弹消能器  viscoelastic energy dissipation device

    由黏弹性材料和钢板或圆形、方形或矩形钢筒等组成，利用黏弹性材料的剪切变形来耗散能量的减震装置。

2．1．10  附加阻尼比  additional damping ratio

    采用消能减震技术的结构往复运动时消能器附加给主体结构的有效阻尼比。

2．1．11  附加刚度  additional stiffness

    采用消能减震技术的结构往复运动时消能器附加给主体结构的刚度。

2．1．12  设计阻尼力 design damping force of energy dissipattion device

    采用消能减震技术的结构在罕遇地震作用下消能器产生的阻尼力。

2．1．13  设计位移  design displacement of energy dissipation device

    采用消能减震技术的结构在罕遇地震作用下消能器达到的位移值。

2．1．14  设计速度  design velocity of energy dissipation device

    采用消能减震技术的结构在罕遇地震作用下消能器达到的速度值。

2．1．15  极限位移  ultimate displacement of energy dissipation device

    消能器能达到的最大变形量，消能器的变形超过该值后认为消能器失去消能功能。

2．1．16  极限速度  ultimate velocity of energy dissipation device

    消能器能达到的最大速度，消能器的速度超过该值后认为消能器失去消能功能。

2．1．17  极限阻尼力  ultimate damping force of energy dissipation device

    消能器在达到极限位移或极限速度时，所能达到的最大阻尼力。

2．1．18  混凝土套加固法  structure member strengthening with reinforced concrete

    在原有的钢筋混凝土梁柱外包一定厚度的钢筋混凝工，扩大原构件截面的加固方法。

2．1．19  钢构套加固法  structure member strengthening with steel frame

    在原有的钢筋混凝土梁柱外包角钢、扁钢等制成的构架，约束原构件的加固方法。

2．1．20  碳纤维布加固法  structure member strengthening with carbonic fibre reinforced polymer

    在原有的钢筋混凝土梁柱表面用胶粘材料粘贴碳纤维片材等的加固方法。

2．2  符号

2．2．1  结构参数

    Fsy——设置消能部件的主体结构层间屈服剪力；

    Kt——结构抗扭刚度；

    Ti——采用消能减震技术的结构的第i阶振型周期；

    ξ——采用消能减震技术的结构总阻尼比；

    ξi——主体结构阻尼比；

    ω——结构自振频率；

    △upy——消能部件在水平方向的屈服位移或起滑位移；

    △usy——设置消能部件的主体结构层间屈服位移。

2．2．2  消能器参数

    CD——消能器的线性阻尼系数；

    Cj——第j个消能器由试验确定的线性阻尼系数；

    Fd——消能器在相应位移下的阻尼力；

    Kb——支撑构件沿消能方向的刚度；

    WCj——第j个消能部件在结构预期层间位移△uj下往复循环一周所消耗的能量；

    ζd——消能部件附加给结构的有效阻尼比；

    △udmax——沿消能方向消能器最大可能的位移；

    △u——沿消能方向消能器的位移。

3  基本规定

3．1  一般规定

3．1．1  现有建筑抗震加固前，应根据设防烈度、抗震设防类别、后续使用年限和结构类型，按现行国家标准《建筑抗震鉴定标准》GB 50023的有关规定进行抗震鉴定。

3．1．2  采用消能减震技术加固后的结构应达到符合现行国家标准《建筑抗震鉴定标准》GB 50023的有关规定或满足本规程规定的性能化目标的规定。

3．1．3  采用消能减震技术按性能化目标加固的结构，其最大适用高度可适当增加，并应进行专门研究。

3．1．4  按性能化目标进行消能减震加固时，应按表3．1．4-1规定的性能目标确定不同水准地震作用下的层间位移指标，按表3．1．4-2确定不同水准地震作用下的承载力指标。

3．1．5  中小学校校舍、医院及应急避难场所的钢筋混凝土框架结构抗震加固时，宜采用消能减震技术，罕遇地震下弹塑性层间位移角不应大于1／120。

3．1．6  单个消能部件承担地震力的水平分量不宜大于1／4楼层剪力。

3．2  消能器

3．2．1  消能器应符合下列规定：

    1  消能器应具备良好的变形能力和消耗能量的能力；

    2  设计风荷载作用下，黏滞消能器和黏弹消能器应进入工作状态；摩擦消能器可进入滑动状态，摩擦力应保持稳定；金属消能器不宜发生屈服变形；

    3  多遇地震作用下，黏滞消能器和黏弹性消能器应进入工作状态；摩擦消能器应进入滑动状态；金属消能器不宜进入屈服状态，仅提供刚度；

    4  消能器性能参数应满足设计要求；

    5  消能器应具有良好的耐久性和环境适应性。

3．2．2  消能器的检验除应符合本规程第5章的规定外，尚应符合下列规定：

    1  消能器应满足现行行业标准《建筑消能阻尼器》JG／T 209关于型式检验的相关要求；

    2  消能器在工程使用前应通过具有检测资质的第三方检验；

    3  黏滞型消能器、黏弹消能器和摩擦型消能器检验数量可为同一工程同一类型消能器总数的20％，各种规格兼顾，但不宜少于2个，检测合格率应为100％，检测后的消能器可用于主体结构；金属型消能器抽检数量宜为总数的3％，各种规格兼顾，但不宜少于2个，检测合格率应为100％，检测后的消能器不能用于主体结构；

    4  黏滞型消能器和摩擦型消能器在设计位移和设计速度幅值下，往复循环30圈后，消能器的主要指标误差和衰减量不应超过15％；金属型消能器在消能器设计位移幅值下往复循环30圈后，消能器的主要指标误差和衰减量不应超过15％，且不应有明显的低周疲劳现象。

3．3  计算

3．3．1  建筑结构消能减震加固设计进行多遇地震作用效应计算时，消能器应考虑非线性状态或按等效线性考虑，内力和变形分析可采用线性静力方法或非线性动力方法。

3．3．2  采用消能减震技术加固设计的结构，应按本规程规定进行罕遇地震作用下的弹塑性变形验算。

3．3．3  结构抗震计算分析应符合下列规定：

    1  应建立符合实际情况的力学计算模型，计算中应计入楼梯构件的影响；

    2  计算模型应正确反映消能部件的支撑约束条件，消能器的计算模型应符合消能器滞回曲线的特点；

    3  计算软件的技术条件应符合本规程的规定，并应阐明其特殊处理的内容和依据；

    4  弹塑性时程分析宜采用两个计算软件，并对计算结果进行合理性分析比较；

    5  所有计算机计算结果应经分析判断确定其合理、有效后方可用于工程设计。

3．3．4  根据后续使用年限，加固建筑A、B、C类的抗震设防烈度和设计基本地震加速度的对应关系应符合表3．3．4的规定。

3．3．5  结构构件的抗震验算应按下式进行：

    式中：S——结构构件内力的设计值；有关的作用分项系数和组合值系数，应按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的有关规定或按本规程规定采用。

        R——结构构件承载力设计值，按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的有关规定采用。

       γRE——抗震承载力调整系数，除本规程各章节另有规定外，可按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的有关规定采用。

3．3．6  抗震验算时，结构任一楼层的水平地震剪力应按下式进行计算：

    式中：Veki——第i层对应的水平地震作用标准值的楼层剪力(kN)；

       λ——剪力系数，不应小于表3．3．6规定的楼层最小地震剪力系数值；

       Gj——第j层的重力荷载代表值。

3．3．7  结构竖向构件在设防地震、罕遇地震作用下的层间弹塑性变形按不同控制目标进行复核时，地震层间剪力计算、地震作用效应调整、构件层间位移计算和验算方法，应符合下列规定：

    1  地震层间剪力和地震作用效应调整，应根据整个结构不同部位进入弹塑性阶段程度的不同，采用不同的方法。构件总体上处于开裂阶段或刚进入屈服阶段，可取等效刚度和等效阻尼，按等效线性方法估算；构件总体处于承载力屈服阶段，宜采用静力或动力分析方法估算；构件总体上处于承载力下降阶段，应采用计入下降段参数的动力弹塑性分析方法估算。

    2  在设防烈度地震作用下，混凝土构件的初始刚度宜采用长期刚度。

    3  构件层间弹塑性变形应依据其承载力进行计算；风荷载作用下的变形不参与地震组合。

3．4  结构加固设计

3．4．1  现有建筑采用消能减震技术进行抗震加固设计时应符合下列规定：

    1  消能减震加固方案应根据抗震鉴定结果综合分析后确定，宜减少对原结构构件的加固量；

    2  不规则建筑加固后的结构刚度宜分布均匀；

    3  单跨框架结构可采用金属消能器或摩擦消能器的消能减震加固方案，消能部件布置间距不宜大于12m；

    4  原结构采用预制楼板时应加强楼、屋盖整体性；

    5  结构地基和基础抗震加固应符合现行行业标准《建筑抗震加固技术规程》JGJ 116的有关规定。

3．4．2  确定消能减震加固方案时，消能部件的布置应符合下列规定：

    1  消能部件宜根据需要沿结构主轴方向设置，形成均匀合理的受力体系；

    2  消能部件宜设置在层间相对变形或速度较大的位置；

    3  采用金属消能器时，宜沿结构上下连续布置，当受建筑方案影响无法连续布置时，宜在邻跨布置；

    4  消能部件的设置，应便于检查、维护和替换。

3．4．3  消能子结构设计时，丙类建筑应按乙类建筑要求设计，乙类建筑地震作用效应提高一度要求计算。消能器子结构的性能应满足罕遇地震下极限承载力和极限变形的要求。

3．4．4  屈曲约束支撑与柱夹角宜控制在35°～55°。

3．5  消能部件与节点

3．5．1  消能部件与原结构连接方法可采用直接连接、嵌套式连接或外贴式连接等。

3．5．2  消能器与支撑、支承构件的连接以及消能部件与主体结构的连接，应符合钢构件连接、钢与钢筋混凝土构件连接、钢与钢管混凝土构件连接构造的规定。

3．5．3  消能器与支撑、连接件之间宜采用焊接或法兰连接，也可采用销轴连接或高强螺栓连接。

3．5．4  在消能器设计阻尼力作用下，消能部件中的支撑、支墩应处于弹性工作状态；消能部件与主体结构相连的预埋件、节点板等应处于弹性工作状态，且不应出现滑移或拔出等破坏。

4  设计计算

4．1  一般规定

4．1．1  采用消能减震技术对现有建筑进行抗震加固设计时，地震作用应符合下列规定：

    1  应至少在结构两个主轴方向分别计算水平地震作用；有斜交抗侧力构件或消能器的结构，当相交角度大于15°时，应分别计算各抗侧力构件方向的水平地震作用；

    2  质量与刚度分布明显不对称的结构，应计算双向水平地震作用下的扭转影响；其他情况，应计算单向水平地震作用下的扭转影响；

    3  大跨度、长悬臂采用消能减震技术加固的结构，8、9度时应计算竖向地震作用；

    4  9度时的高层建筑采用消能减震技术加固的结构应计算竖向地震作用。

4．1．2  采用消能减震技术加固的结构，其地震作用效应计算应根据结构所处的状态选择下列方法：

    1  主体结构处于弹性工作状态，且消能器处于线性工作状态时，可采用振型分解反应谱法、弹性时程分析法；

    2  主体结构处于弹性工作状态，且消能器处于非线性工作状态时，可将消能器进行等效线性化，采用附加有效阻尼比和有效刚度的振型分解反应谱法进行分析，宜对主体结构采用弹性、非线性的时程分析方法进行补充分析；

    3  主体结构进入弹塑性状态时，应采用弹塑性时程分析法或静力弹塑性分析法进行计算。

4．1．3  时程分析计算中，消能器的恢复力模型应符合下列规定：

    1  所采用的恢复力模型应符合消能器的力学特性，宜采用经过试验验证、较为成熟的模型；

    2  恢复力模型的主要性能参数应能正确反映消能器对主体结构刚度和阻尼的贡献。

4．1．4  当楼、屋盖平面内不满足无限刚性要求时，应计入楼、屋盖平面内的变形影响。

4．1．5  楼层水平地震剪力应按下列原则分配：

    1  现浇和装配整体式混凝土楼、屋盖等刚性楼、屋盖的现有建筑，宜按抗侧力构件有效刚度的比例分配；

    2  普通的预制装配式混凝土楼、屋盖等半刚性楼、屋盖的现有建筑，可按抗侧力构件有效刚度的比例与按抗侧力构件从属面积上重力荷载代表值的比例分配结果的平均值进行分配；

    3  结构计入空间作用、楼盖变形、墙体弹塑性变形和扭转影响时，可按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的有关规定对本条第1款、第2款的分配结果做适当调整。

4．2  地震反应谱与地震波

4．2．1  多遇地震下结构构件的承载力与变形验算，应根据设防烈度、场地类别、设计地震分组和结构自振周期以及阻尼比确定地震影响系数，水平地震影响系数(图4．2．1)最大值应根据后续使用年限按表4．2．1-1采用，特征周期应根据场地类别和设计地震分组按表4．2．1-2采用。周期大于6．0s的现有建筑结构所采用的地震影响系数应专门研究。地震影响系数曲线的调整系数和形状参数应符合下列规定：

    1  当消能减震加固后结构的阻尼比为0．05时，地震影响系数曲线的阻尼调整系数应取1．0，形状参数应符合下列规定：

    1)直线上升段为周期小于0．1s的区段；

    2)水平段为自0．1s至特征周期区段，应取最大值αmax；

    3)曲线下降段为特征周期至5倍特征周期区段，衰减指数应取0．9；

    4)直线下降段为自5倍特征周期至6s区段，下降斜率调整系数应取0．02。

    2  当消能减震加固后结构的阻尼比不等于0．05时，地震影响系数曲线的阻尼调整系数和形状参数应符合下列规定：

    1)曲线及直线下降段的衰减指数应按下式确定：

    式中：γ——曲线下降段的衰减指数；

         ξ——消能减震加固后结构总阻尼比。

    2)直线下降段的下降斜率调整系数应按下式确定：

    式中：η1——直线下降段的下降斜率调整系数，小于0时取0。

    3)阻尼调整系数应按下式确定：

    式中：η2——阻尼调整系数，小于0．55时取0．55。

4．2．2  罕遇地震下结构构件的承载力与变形验算时，应根据设防烈度、场地类别、设计地震分组和结构自振周期以及阻尼比等确定地震影响系数，水平地震影响系数(图4．2．2)最大值应根据后续使用年限按表4．2．2-1采用，特征周期应根据场地类别和设计地震分组按表4．2．2-2采用。地震影响系数曲线的调整系数和形状参数应符合下列规定：

    1  当消能减震加固后结构的阻尼比为0．05时，地震影响系数曲线的阻尼调整系数应取1．0，形状参数应符合下列规定：

    1)直线上升段为周期小于0．1s的区段；

    2)水平段为自0．1s至特征周期区段，应取最大值αmax；

    3)曲线下降段为特征周期至6s区段，衰减指数应取0．9。

    2  当消能减震加固后结构的阻尼比不等于0．05时，地震影响系数曲线的阻尼调整系数η2按式(4．2．1-3)取值，衰减指数γ按式(4．2．1-1)取值。

4．2．3  采用弹性时程法进行补充计算时，宜取7组或7组以上的加速度时程曲线，计算结果可取时程法的平均值和振型分解反应谱法的较大值。动力弹塑性分析时宜取3组加速度时程曲线计算结果的包络值或7组加速度时程曲线计算结果的平均值。

4．2．4  采用时程法分析时，应按建筑场地类别和设计地震分组选实际强震记录和人工模拟的加速度时程曲线，其中实际强震记录数量不应少于总数的2／3，多组时程曲线的平均地震影响系数曲线应与振型分解反应谱法采用的地震影响系数曲线在统计意义上相符且持续时间不应小于结构基本周期的5倍和15s中的较小值，地震加速度时程曲线的最大值可按表4．2．4采用。弹性时程分析时，每条时程曲线计算所得主体结构底部剪力不应小于振型分解反应谱法计算结果的65％，多条时程曲线计算主体结构底部剪力的平均值不应小于振型分解反应谱法计算结果的80％。

4．2．5  多遇地震下的人工模拟加速度时程曲线可按本规程图4．2．1曲线拟合；罕遇地震下的人工模拟加速度时程曲线可按本规程图4．2．2曲线拟合。人工模拟加速度时程曲线的反应谱与给定水准的加速度反应谱在各周期点的误差平均值不应超过5％，最大偏差不应超过10％。

4．2．6  当加固后结构刚度和重力荷载代表值的变化分别不超过原结构的10％和5％时，应允许不计入地震作用变化的影响。

4．2．7  在条状突出的山嘴、高耸孤立的山丘、非岩石的陡坡、河岸和边坡边缘等不利地段，水平地震作用应按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的规定乘以1．1倍～1．6倍的增大系数。

4．3  消能减震加固计算

4．3．1  消能器采用非线性模型时，应根据其工作状态以及力学特性选择适宜的单元模拟，其恢复力模型宜按下列规定选取：

    1  金属消能器可采用双线性模型、三线性模型或Wen模型；

    2  摩擦消能器宜采用理想弹塑性模型；

    3  液体黏滞消能器可采用麦克斯韦尔模型；

    4  其他类型消能器的计算模型可根据实际力学特性确定；

    5  消能器恢复力模型参数应通过试验确定或验证。

4．3．2  消能部件应具有足够的刚度，并宜符合下列规定：

    1  金属消能器和摩擦型消能器与斜撑、墙墩和梁等支承构件组成消能部件时，支承构件沿消能器消能方向的刚度宜符合下式规定：

    式中：Kb——支承构件沿消能器消能方向的刚度；

       KD——消能器有效刚度。

    2  液体黏滞消能器与斜撑、墙墩和梁等支承构件组成消能部件时，支承构件沿消能器消能方向的刚度宜符合下式规定：

    式中：Kb——支承构件沿消能器消能方向的刚度；

       CD——消能器的线性阻尼系数，非线性消能器可采用等效线性阻尼系数；

       T1——消能建筑结构的基本自振周期。

4．3．3  采用振型分解反应谱法计算时，金属消能器和摩擦型消能器可提供等效阻尼和有效刚度；液体黏滞消能器可提供等效阻尼。消能器附加给主体结构的有效刚度和等效阻尼应按下列规定计算：

    1  金属消能器和摩擦型消能器有效刚度可按消能器目标位移△uj时的割线刚度取值。

    2  按能量法确定消能器等效阻尼时，应符合下列规定：

    1)  等效阻尼比可按下式计算：

    式中：ξe——采用消能减震技术的结构的附加等效阻尼比；

       Wcj——第j个消能部件在结构预期层间位移△uj下往复循环一周所消耗的能量；

       Ws——设置消能部件的结构在预期位移下的总应变能。

    2)不计扭转影响时，采用消能减震技术的结构在水平地震作用下的总应变能，可按下式估算：

    式中：Fi——质点i的水平地震作用标准值(kN)；

       Ui——质点i对应于水平地震作用标准值的位移(mm)。

    3)  速度线性液体黏滞消能器在水平地震作用下往复循环一周所消耗的能量，可按下式估算：

    式中：T1 ——采用消能减震技术的结构的基本自振周期，当消能器的阻尼系数和有效刚度与结构振动周期有关时，可取相应于采用消能减震技术的结构基本自振周期；

       Cj——第j个消能器的线性阻尼系数；

       θj——第j个消能器的消能方向与水平面的夹角；

       △uj——第j个消能器两端的相对水平位移。

    4)  非线性液体黏滞消能器在水平地震作用下往复循环一周所消耗的能量，可按下式计算：

    式中：λ1——阻尼指数的函数，可按表4．3．3取值；

       Fdjmax——第j个消能器在相应水平地震作用下的最大阻尼力(kN)。

    5)金属消能器和摩擦型消能器在水平地震作用下往复循环一周所消耗的能量，可按下式估算：

    式中：Aj——第j个消能器的恢复力滞回环在相对水平位移△uj时的面积(kN·mm)。

    3  采用自由振动衰减法确定消能器等效阻尼时，等效阻尼比可按下列公式计算：

    式中：δm——振幅对数衰减率，Sn和Sn＋m分别为第n和第n＋m周期振幅，m为两振幅间相隔的周期数。 

    4  采用振型分解反应谱法计算时，消能部件附加给结构的等效阻尼比超过25％时，宜按25％取值。

    5  多遇地震和罕遇地震下消能器附加给主体结构的等效阻尼比应分别计算。

4．3．4  采用液体黏滞消能器时，多遇地震作用下消能子结构的内力宜按弹性时程分析法确定，地震波采用不少于3条人工模拟加速度时程，并取包络值。

4．3．5  下列情况应采用弹性时程分析进行多遇地震下的补充验算：

    1  特别不规则结构、甲类建筑及表4．3．5所列高度范围的高层建筑；

    2  消能器附加给结构的等效阻尼比大于25％的建筑；

    3  消能器沿竖向布置不均匀时。

4．3．6  在预期的罕遇地震作用下，加固后结构应进行弹塑性计算，弹塑性变形计算应符合下列规定：

    1  采用黏滞消能器加固的建筑应采用动力弹塑性分析方法；

    2  除第1款以外的建筑结构可采用静力弹塑性分析方法或动力弹塑性分析方法。弹塑性时程分析宜采用双向或三向地震输入。

4．3．7  结构进行弹塑性计算分析应符合下列规定：

    1  主体建筑的梁、柱、斜撑、抗震墙、楼板等结构构件，应根据实际情况和分析精度要求采用合适的计算模型。

    2  计算模型中构件的几何尺寸、混凝土构件所配的钢筋和型钢、钢构件等应按实际情况计算。

    3  应合理取用钢筋、钢材、混凝土材料的力学性能指标以及本构关系。钢筋和混凝土材料的本构关系可按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的有关规定采用；钢材的本构关系可按现行国家标准《钢结构设计标准》GB 50017的有关规定采用。

    4  应计入几何非线性影响。

    5  应计入消能器的非线性特性，计算模型应满足本规程第4．3．1条的规定。

    6  应计入加固措施对结构及构件内力重分布的影响。

4．3．8  采用消能减震技术加固后，结构的抗震变形验算应符合下列规定：

    1  结构消能减震加固后弹性层间位移角限值应按表4．3．8-1取值。

    2  A类建筑消能减震加固后弹塑性层间位移角限值不应大于表4．3．8-2的限值要求。B和C类建筑消能减震加固后弹塑性层间位移角限值不应大于表4．3．8-3的限值要求。

4．4  结构承载力验算

4．4．1  采用消能减震技术加固的结构，主体结构的截面抗震验算应符合下列规定：

    1  结构构件的地震作用效应和其他荷载效应的基本组合应按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的方法取值。

    2  材料性能设计指标应按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的有关规定执行。

    3  采用现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的方法进行抗震验算，应计入加固后仍存在的构造影响，并应符合下列规定：

    1)对于后续使用年限50年的C类建筑，地震作用效应调整、结构构件承载力抗震调整系数γRE均应按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的有关规定采用；

    2)对于后续使用年限少于50年的A类、B类建筑的地震作用效应调整应按现行国家标准《建筑抗震鉴定标准》GB 50023的规定采用；结构构件的承载力抗震调整系数γRE应按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的规定采用。

4．4．2  采用消能减震技术进行结构加固设计时，消能子结构的截面抗震验算应符合下列规定：

    1  丙类建筑消能子结构的地震作用效应调整、结构构件承载力抗震调整系数和结构构件内力设计值均应按国家现行规范乙类建筑的有关规定确定；乙类建筑消能子结构地震作用效应乘以系数2．0后按国家现行规范乙类建筑的有关规定确定，结构构件承载力抗震调整系数应按国家现行设计规范有关规定确定；9度应专门研究。

    2  消能部件由梁单独承载时，梁的承载力应符合下式规定：

    式中：SGE——重力荷载代表值的效应；

       S*Ehk——罕遇水平地震作用标准值的效应，不考虑与抗震等级有关的调整系数；

       Rk——按材料最小极限强度计算的承载力；混凝土强度可取立方强度的88％，钢筋强度可取屈服强度标准值的1．25倍，钢材强度可取屈服强度标准值的1．5倍。

    3  消能部件采用高强度螺栓或焊接连接时，消能子结构节点设计应计入附加内力影响。

    4  当消能器的轴心与结构构件的轴线有偏差时，结构构件应计算附加弯矩或因偏心而引起的平面外弯曲的影响。

4．4．3  当现有A、B、C类钢筋混凝土房屋的抗震构造措施不符合本规程相关规定时，可采用楼层综合抗震能力指数法按下式进行验算：

    式中：β——平面结构楼层综合抗震能力指数。大于等于1．0时，应认为满足要求；当小于1．0时，应采取加固或其他相应措施；

        ψ1——体系影响系数，A类建筑可按本规程第4．4．4条确定；B类建筑可按本规程第4．4．5条确定；C类建筑可按本规程第4．4．6条确定；

        ψ2——局部影响系数，按现行国家标准《建筑抗震鉴定标准》GB 50023的有关规定取值；

        ξy——楼层屈服强度系数；

        Vy——楼层现有受剪承载力，可按现行国家标准《建筑抗震鉴定标准》GB 50023附录C计算，同时计入消能部件的承载力；

         Ve——多遇地震下楼层弹性地震剪力设计值。

4．4．4  A类钢筋混凝土房屋的体系影响系数可根据结构体系、梁柱箍筋、轴压比等符合规定的程度和部位，按下列情况确定：

    1  当各项构造均符合现行国家标准《建筑抗震鉴定标准》GB 50023的有关规定时，可取1．0；

    2  当各项构造均符合非抗震设计规定时，可取0．8；

    3  结构受损伤或发生倾斜但已修复纠正的，体系影响系数在第1、2款基础上再乘以0．8～1．0。

4．4．5  B类钢筋混凝土房屋的体系影响系数可根据结构体系、梁柱箍筋、轴压比、墙体边缘构件等符合规定的程度和部位，按下列情况确定：

    1  当各项构造均符合现行国家标准《建筑抗震鉴定标准》GB 50023 B类房屋鉴定规定时，可取1．0；

    2  当各项构造均符合现行国家标准《建筑抗震鉴定标准》GB 50023 A类房屋鉴定规定时，可取0．8；

    3  结构受损伤或发生倾斜但已修复纠正的，体系影响系数在第1、2款基础上再乘以0．8～1．0。

4．4．6  C类钢筋混凝土房屋的体系影响系数可根据结构体系、梁柱箍筋、轴压比、墙体边缘构件符合规定的程度和部位，按下列情况确定：

    1  当各项构造均符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的有关规定时，可取1．0；

    2  当各项构造均符合现行国家标准《建筑抗震鉴定标准》GB 50023 B类房屋鉴定规定时，可取0．7；

    3  当各项构造略低于现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的有关规定时，框架结构可取0．8；其他结构可取0．9；

    4  结构受损伤或发生倾斜但已修复纠正的，体系影响系数在本条第1款、第2款基础上再乘以0．8～1．0。

5  消能器技术性能及检验

5．1  一般规定

5．1．1  当消能器设计使用年限小于建筑物的后续使用年限时，消能器达到使用年限时应及时检测，并重新确定消能器后续使用年限或更换。

5．1．2  消能器应具有良好的耐久性，相关指标应同时符合现行行业标准《建筑消能阻尼器》JG／T 209和《建筑消能减震技术规程》JGJ 297的有关规定。

5．1．3  消能器外观应符合下列规定：

    1  消能器外观应平整、光滑、无锈蚀、无明显缺陷，标识清晰；

    2  消能器尺寸偏差应符合本规程有关规定；

    3  消能器需要考虑防腐、防锈和防火时，在不影响消能器正常工作时应按国家现行标准《建筑消能阻尼器》JG／T 209或《建筑消能减震技术规程》JGJ 297的规定采取措施；

    4  消能器外观尚应符合本规程的有关规定。

5．1．4  抗震加固工程中使用的消能器应具有满足设计要求的型式检验报告。

5．1．5  消能器的极限位移应取罕遇地震下消能器最大位移的1．2倍与符合本规程对被加固结构楼层弹塑性位移角限值规定的较大值。

5．1．6  其他类型消能器应做专门研究。

5．2  金属消能器

5．2．1  金属消能器包括屈曲约束支撑、金属剪切型消能器和金属弯曲型消能器等利用金属材料屈服耗能的消能器。

5．2．2  金属消能器应符合下列规定：

    1  金属消能器产品外观应表面平整、无锈蚀、无机械损伤、无毛刺、标识清晰，无外包保护层消能器应进行表面防锈处理；

    2  金属消能器主要芯材应采用机械加工；

    3  金属消能器制作尺寸偏差不应超过±2mm。

5．2．3  金属消能器的材料应符合下列规定：

    1  金属消能器的核心耗能部分宜采用Q235或低屈服点钢材，低屈服点钢材的基本力学性能应符合表5．2．3的规定。核心耗能材料应具有较高塑性变形能力和较好的焊接性能。

    2  金属消能器附属配件材料可采用Q235、Q345等钢材。

    3  金属消能器所用材料性能应符合现行行业标准《建筑消能阻尼器》JG／T 209和《建筑消能减震技术规程》JGJ 297的有关规定。

5．2．4  金属消能器的力学性能，应符合现行行业标准《建筑消能阻尼器》JG／T 209和《建筑消能减震技术规程》JGJ 297的有关规定。金属消能器双向力学偏差不宜大于10％。

5．2．5  设计文件中应规定金属消能器初始刚度、屈服承载力、设计位移、屈服后刚度比、设计位移下疲劳性能等参数。

5．3  摩擦消能器

5．3．1  摩擦消能器的外观应符合下列规定：

    1  摩擦消能器产品外观应表面平整、无锈蚀、无机械损伤、无毛刺、标识清晰，对于无外包保护层消能器应进行表面防锈处理；

    2  摩擦消能器主要芯材应采用机械加工；

    3  摩擦消能器制作尺寸偏差应为±2mm。

5．3．2  摩擦消能器应符合下列规定：

    1  摩擦材料可采用复合摩擦材料和聚合物类摩擦材料。

    2  摩擦消能器中采用的摩擦材料应具有稳定的摩擦系数，并应满足消能器预压力作用下的强度要求。

    3  摩擦消能器预压螺栓宜采用高强螺栓，高强度螺栓的数量n可由下式确定，且不宜少于2个：

    式中：nf——传力摩擦面数；

       μ——摩擦面的摩擦系数；

       P——每个高强度螺栓的预拉力(kN)；

       Fd，max——摩擦消能器最大阻尼力(kN)。

    4  起滑摩擦力与滑动摩擦力之比不宜大于1．1。

    5  摩擦消能器中的受力元件应具有足够的刚度，不能产生翘曲和侧向失稳。

5．3．3  摩擦消能器性能应符合表5．3．3的规定。

5．3．4  设计文件中应规定摩擦消能器初始刚度、滑动摩擦力、设计位移、设计位移下疲劳性能等参数。

5．4  黏滞消能器

5．4．1  黏滞消能器外观应符合下列规定：

    1  黏滞消能器外观应平整，无机械损伤、无锈蚀、无渗漏、标记清晰；

    2  黏滞消能器密封处制作应精细、无渗漏；

    3  黏滞消能器各项尺寸允许偏差应符合表5．4．1的规定。

5．4．2  黏滞消能器材料应符合下列规定：

    1  黏滞阻尼材料黏温关系应稳定，闪点高、不易燃烧、不易挥发、无毒、抗老化性能强。

    2  用于制作黏滞消能器的钢材应根据设计需要选用，缸体和活塞杆宜选碳素结构钢、合金结构钢或不锈钢。碳素结构钢应符合现行国家标准《优质碳素结构钢》GB／T 699的有关规定；合金结构钢应符合现行国家标准《合金结构钢》GB／T 3077的有关规定；结构用无缝钢管应符合现行国家标准《结构用无缝钢管》GB／T 8162的有关规定；不锈钢棒应符合现行国家标准《不锈钢棒》GB／T 1220的有关规定，不锈钢管应符合现行国家标准《流体输送用不锈钢无缝钢管》GB／T 14976的有关规定。

    3  黏滞消能器密封材料应选用高强、耐磨、耐老化的密封材料，在工程使用前应提供老化性能检验报告。

    4  其他材料性能应符合现行行业标准《建筑消能阻尼器》JG／T 209中的有关规定。

5．4．3  黏滞消能器的力学性能要求，应符合现行行业标准《建筑消能阻尼器》JG／T 209和《建筑消能减震技术规程》JGJ 297中的有关规定。

5．4．4  设计文件中应规定黏滞消能器的最大阻尼力、阻尼系数、阻尼指数和疲劳性能等参数。

5．5  黏弹性消能器

5．5．1  黏弹性消能器外观应符合下列规定：

    1  黏弹性消能器钢板应平整、光滑、无锈蚀、无毛刺，涂刷防锈涂料；

    2  黏弹性材料表面应密实、平整；

    3  黏弹性材料与钢板之间粘结牢靠、密实、无裂缝；

    4  黏弹性消能器的尺寸偏差应符合下列规定：

    1)黏弹性消能器钢构件和黏弹性层长宽的尺寸允许偏差应为产品设计值的±2％；

    2)黏弹性层厚度允许偏差应为产品设计值的±3％，厚度允许偏差应为产品设计值的±5％。

5．5．2  黏弹性消能器材料应符合下列规定：

    1  黏弹性材料性能应符合现行行业标准《建筑消能阻尼器》JG／T 209中的有关规定；

    2  钢材质量指标应符合现行国家标准《碳素结构钢》GB／T 700中碳素结构钢或低合金钢的规定；

    3  其他材料性能应符合现行国家行业《建筑消能阻尼器》JG／T 209中的有关规定。

5．5．3  黏弹性消能器的力学性能应符合现行行业标准《建筑消能阻尼器》JG／T 209和《建筑消能减震技术规程》JGJ 297的有关规定。

5．5．4  设计文件中应规定黏弹性消能器的弹性刚度、最大阻尼力、阻尼系数、阻尼指数和疲劳性能等参数。

6  钢筋混凝土结构

6．1  一般规定

6．1．1  本章可用于现浇及装配式钢筋混凝土框架结构、框架-抗震墙结构、抗震墙结构、框架-筒体以及筒体结构的消能减震加固。

6．1．2  消能减震加固后房屋适用高度应符合下列规定：

    1  后续使用年限少于50年的A、B类房屋应符合表6．1．2的规定；

    2  后续使用年限为50年的C类房屋应符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的有关规定。

6．1．3  现有钢筋混凝土房屋应根据后续使用年限确定所采取的抗震等级，并应符合下列规定：

    1  后续使用年限为50年的C类建筑应按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的有关规定取值；

    2  后续使用年限为40年的B类建筑应按表6．1．3确定加固时所采用的抗震等级；

    3  后续使用年限为30年的A类建筑抗震构造措施应按现行国家标准《建筑抗震鉴定标准》GB 50023的规定取值；

    4  乙类建筑可按规定提高一度确定其抗震等级，房屋高度超过相应规定的上限时，应采取更有效的抗震构造措施。

6．1．4  采用消能减震技术加固后仍需要加固的混凝土结构构件可按现行行业标准《建筑抗震加固技术规程》JGJ 116的方法进行加固。

6．2  计算要点

6．2．1  后续使用年限为40年的B类房屋应按现行国家标准《建筑抗震鉴定标准》GB 50023的规定进行内力调整。

6．2．2  后续使用年限为50年的C类房屋应按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的规定进行内力调整。

6．3  钢筋混凝土结构基本构造措施

6．3．1  后续使用年限为30年的A类建筑的构造措施宜符合现行国家标准《建筑抗震鉴定标准》GB 50023 A类钢筋混凝土房屋抗震鉴定(Ⅰ)第一级鉴定的相关要求。消能子结构的构造措施宜符合现行国家标准《建筑抗震鉴定标准》GB 50023 B类钢筋混凝土房屋抗震鉴定(Ⅰ)抗震措施鉴定的相关规定。

6．3．2  后续使用年限为40年的B类房屋的构造措施宜符合现行国家标准《建筑抗震鉴定标准》GB 50023 B类钢筋混凝土房屋抗震鉴定(Ⅰ)抗震措施鉴定的相关规定。

6．3．3  后续使用年限为50年的C类房屋的构造措施应满足国家现行标准《建筑抗震设计规范》GB 50011、《混凝土结构设计规范》GB 50010和《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3的有关规定。

6．3．4  有翼墙的钢筋混凝土抗震墙，当墙体两侧翼墙的长度分别不小于6倍的翼墙厚度时，有翼墙端构造边缘构件或约束边缘构件的抗震构造措施可降低一级采取。

6．3．5  双肢墙洞口一侧构造边缘构件或约束边缘构件的抗震构造措施可适当降低一级采取。

6．3．6  钢筋混凝土结构采用消能减震技术进行加固设计时，可根据罕遇地震下的楼层弹塑性位移角确定相应的构造措施，并应符合下列规定：

    1  罕遇地震下最大层间位移角不大于1．5△ue时，B、C类钢筋混凝土房屋宜按不低于6度采用抗震构造措施，A类钢筋混凝土房屋可按非抗震钢筋混凝土结构的构造措施采用；

    2  罕遇地震下最大层间位移角为1．5△ue～2．0△ue时，B、C类钢筋混凝土房屋可按常规设计的有关规定降低两度且不低于6度采用，A类钢筋混凝土房屋宜按不低于A类建筑的构造措施采用；

    3  罕遇地震下最大层间位移角为2．0△ue～4．0△ue时，B、C类钢筋结构混凝土房屋可按常规设计的有关规定降低一度且不低于6度采用，A类钢筋结构混凝土房屋应按A类房屋构造措施采用。

6．3．7  钢筋混凝土柱箍筋加密区最小配箍特征值可根据罕遇地震下楼层弹塑性位移角，按表6．3．7取值。

6．3．8  钢筋混凝土抗震墙约束边缘构件最小配箍特征值可根据罕遇地震下楼层弹塑性位移角，按表6．3．8取值。

6．4  钢筋混凝土消能子结构加固方法

6．4．1  采用消能减震技术加固后钢筋混凝土柱承载力不满足本规程相关规定时，应按下列情况确定加固方法：

    1  受弯承载力不符合本规程规定时，可采用钢构套、现浇钢筋混凝土套或外包钢板的加固方法；

    2  柱小偏心受拉承载力不符合本规程规定时，可采用钢构套或外包钢板的加固方法；

    3  抗剪承载力不符合本规程规定时，可采用钢构套、现浇钢筋混凝土套、碳纤维布、钢绞线网-聚合物砂浆面层或外包钢板加固方法；

    4  柱轴压比不符合规定时，可采用现浇钢筋混凝土套加固。

6．4．2  采用消能减震技术加固后钢筋混凝土梁承载力不满足本规程相关规定时，可按下列情况确定加固方法：

    1  受弯承载力不符合本规程规定时，可采用钢构套、粘贴钢板的加固方法；

    2  抗剪承载力不符合本规程规定时，可采用钢构套、碳纤维布、钢绞线网-聚合物砂浆面层加固方法。

6．4．3  采用消能减震技术加固后钢筋混凝土抗震墙承载力不满足本规程相关规定时，可加厚原有墙体或增设端柱加固。

6．4．4  钢筋混凝土构件构造措施不符合规定时，可采用现行行业标准《建筑抗震加固技术规程》JGJ 116相关加固方法或通过罕遇地震下的弹塑性变形验算结果确定加固方案。

6．4．5  采用钢构套加固时，应符合下列规定：

    1  钢构套加固梁时，应在梁的阳角外贴角钢，角钢两端应与柱有可靠连接，角钢应与钢缀板焊接；预制楼板中钢缀板应穿过楼板形成封闭环形；现浇楼板中钢缀板宜穿过楼板形成封闭环形。角钢不宜小于75mm×8mm，钢缀板截面不宜小于100mm×8mm，缀板净距，加密区不宜大于150mm，非加密区不宜大于300mm。

    2  钢构套加固柱时，应在柱四角外贴角钢，角钢应穿过楼板，结构顶层角钢应与屋面板可靠连接，结构底层角钢应与基础锚固；角钢不宜小于100mm×10mm，钢缀板截面不宜小于100mm×10mm；缀板净距：加密区不宜大于200mm，非加密区不宜大于400mm。

    3  钢构套与梁柱混凝土之间应注胶粘剂填实。

    4  钢构套加固柱按组合截面进行抗震验算时，应符合下列规定：

    1)柱加固后的初始刚度可按下式计算：

    式中：K——加固后的初始刚度(N·mm)；

       K0——原柱截面的弯曲刚度(N·mm)；

       Ea——外包角钢的弹性模量(N／mm2)；

       Ia——外包角钢对柱截面形心的惯性矩(mm3)。

    2)柱加固后的正截面受弯承载力可按下式计算：

    式中：My——加固后柱正截面受弯承载力(N·mm)；

       My0——原柱现有正截面受弯承载力(N·mm)；

       Aa——柱一侧外包角钢的截面面积(mm2)；

       fay——角钢的抗拉屈服强度设计值(N／mm2)；

       h——验算方向柱截面高度(mm)。

    3)柱加固后的斜截面受剪承载力可按下式计算：

    式中：Vy——柱加固后的斜截面受剪承载力(N)；

       Vy0——原柱现有斜截面受剪承载力(N)；

       fby——缀板抗拉屈服强度设计值(N／mm2)；

       Ab——同一柱截面缀板的截面面积(mm2)；

       s——缀板的间距(中心距)(mm)。

6．4．6  采用钢筋混凝土套加固时，应符合下列规定：

    1  采用钢筋混凝土套加固梁时，应将新增纵向钢筋设在梁底面和梁上部，梁纵筋应与柱有可靠的连接；应在纵向钢筋外围设置箍筋，A类钢筋混凝土房屋箍筋直径不宜小于8mm，加密区间距不宜大于100mm，非加密区不宜大于200mm，B、C类钢筋混凝土房屋，应符合其抗震等级的相关要求。加密区的箍筋应有一半穿过楼板后弯折形成封闭箍。

    2  采用钢筋混凝土套加固柱时，应在柱周围设置纵向钢筋；纵向钢筋遇楼板时应凿洞穿过并上下连接，其根部应伸入基础并符合锚固规定，其顶部应在屋面板处封闭锚固；纵筋应采用锚筋与原框架柱拉结；纵向钢筋周围应设置封闭箍筋，A类钢筋混凝土房屋箍筋直径不宜小于8mm，加密区间距不宜大于100mm，非加密区不宜大于200mm，B、C类钢筋混凝土房屋应符合其抗震等级的相关要求。

    3  宜采用细石混凝土，其强度宜高于原构件一个等级，且不低于C20。

    4  加固后的梁柱可作为整体构件进行抗震验算，其现有承载力可按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010规定的方法确定。

6．4．7  采用粘贴钢板加固时，应符合下列规定：

    1  原构件的混凝土实际强度等级不应低于C15；混凝土表面的受拉粘结强度不应低于1．5MPa。粘贴钢板应采用粘结强度高且耐久的胶粘剂；钢板可采用Q235或Q345钢，厚度宜为3mm～5mm。

    2  钢板应在加固范围以外进行锚固，受拉时锚固长度不宜小于钢板厚度的200倍，且不宜小于600mm；受压时锚固长度不宜小于钢板厚度的150倍，且不宜小于500mm。

    3  粘贴钢板与原有构件应有可靠的连接和固定。

    4  胶粘剂的材料性能、加固的构造和承载力验算，可按现行国家标准《混凝土结构加固设计规范》GB 50367的有关规定执行。

    5  被加固构件长期使用的环境和防火要求，应符合国家现行标准的有关规定。

    6  粘贴钢板加固时，应卸除作用在梁上的活荷载。

6．4．8  采用粘贴碳纤维布加固梁柱时，应符合下列规定：

    1  梁柱可采用粘贴碳纤维布进行构件抗剪承载力和延性加固。

    2  提高构件受剪承载力时，原构件的混凝土实际强度等级不应低于C15；混凝土表面的受拉粘结强度不应低于1．5MPa。提高梁的受剪承载力时，碳纤维布应采用U形箍加纵向压条或封闭箍的方式；提高柱受剪承载力时，碳纤维布宜沿环向螺旋粘贴并封闭，当矩形截面采用封闭环箍时，至少缠绕3圈且搭接长度不应小于200mm。

    3  替代箍筋进行柱延性加固时，应采用环形粘贴方法，在柱箍筋加密区范围内满贴，层数不宜少于3层且搭接长度不应小于200mm。

    4  碳纤维布和胶粘剂的材料性能、加固构造和承载力验算，可按现行国家标准《混凝土结构加固设计规范》GB 50367的有关规定执行。

    5  被加固构件长期使用的环境和防火要求，应符合国家现行有关标准的规定。

    6  粘贴碳纤维布加固时，应卸除作用在梁上的活荷载。

7  钢结构

7．1  一般规定

7．1．1  本章适用于钢框架结构、钢框架支撑结构、钢框架-混凝土筒体结构等的消能减震加固。

7．1．2  采用消能减震技术进行加固的钢结构，A、B类钢结构房屋适用的最大高度应符合表7．1．2的规定，C类钢结构房屋适用高度应按现行国家标准取用。

7．1．3  钢框架结构应根据结构体系选择合适的消能器。

7．1．4  采用屈曲约束支撑加固时，宜采用人字形支撑、成对布置的单斜杆中心支撑，不宜采用偏心支撑、K形支撑和X形支撑。

7．1．5  压型钢板现浇钢筋混凝土组合楼板或钢筋混凝土楼板应与钢梁有可靠连接；装配式楼板或其他轻型楼盖应有钢筋混凝土面层，面层厚度不宜小于50mm，钢筋双向布置，直径不宜小于8mm，间距不宜大于200mm。

7．1．6  采用屈曲约束支撑加固偏心支撑结构时，屈曲约束支撑宜先于耗能梁段屈服。

7．2  计算要点

7．2．1  钢结构抗震计算时主体结构的阻尼比宜符合下列规定：

    1  多遇地震下的计算，结构高度不大于50m时阻尼比可取0．04；结构高度大于50m且小于200m时，阻尼比可取0．03；结构高度大于200mm时，阻尼比宜取0．02；

    2  当偏心支撑框架部分承担的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的50％时，其阻尼比可比本条1款相应增加0．005；

    3  在罕遇地震下的弹塑性分析，阻尼比可取0．05。

7．2．2  后续使用年限为50年的C类建筑，钢结构构件及节点的验算应符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的有关规定。

7．2．3  后续使用年限为30年的A类建筑或后续使用年限为40年的B类建筑，结构节点的验算应符合下列规定：

    1  梁与柱连接应符合下列规定：

    式中：Mu——基于极限强度最小值的节点连接最大受弯承载力(kN·m)，仅由翼缘的连接承担；

       Vu——基于极限强度最小值的节点连接最大受剪承载力(kN)，仅由腹板的连接承担；

       Mp——梁的塑性受弯承载力(kN·m)；

       ln——梁的净跨(m)。

    2  普通支撑连接应符合下列规定：

    式中：Nubr——基于极限强度最小值的支撑连接最大承载力(N)；

       An——支撑净截面面积(mm2)；

       fy——支撑钢材的屈服强度(N／mm2)。

    3  梁柱构件拼接的承载力，应符合本条第1款的规定。当存在轴力时，式中Mp应以Mpc代替，并应符合下列规定：

    1)对绕强轴的工字形截面和箱形截面：

    2)对绕弱轴的工字形截面：

    式中：N——构件轴力(N)；

       Ny——构件轴向屈服承载力(N)；

       An——构件截面净面积(mm2)；

       Awn——构件截面腹板净面积(mm2)。

7．3  构造要求

Ⅰ C类建筑

7．3．1  C类建筑，钢结构构件及节点的构造要求应满足国家现行标准《建筑抗震设计规范》GB 50011、《钢结构设计标准》GB 50017和《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ 99的有关规定。

Ⅱ A、B类建筑

7．3．2  按7度及以上抗震设防的结构，框架柱长细比不宜大于60，按6度抗震设防的结构，框架柱长细比不应大于120，式中fy为钢材牌号所对应屈服点。

7．3．3  框架柱板件宽厚比不应大于表7．3．3的规定。

7．3．4  在柱与梁连接处，柱应设置上下翼缘对应的加劲肋。工字形截面柱和箱形截面柱腹板在节点域范围的稳定性，应满足下式规定：

    式中：twc——柱在节点域的腹板厚度(mm)，当为箱形柱时取一块腹板的厚度；

       hob——梁腹板高度(mm)；

       hoc——柱腹板高度(mm)。

7．3．5  框架梁中可能出现塑性铰的区段，板件宽厚比不应大于表7．3．5规定的限值。

7．3．6  工字形和箱形截面受压构件的腹板，其高厚比不符合本规程第7．3．3条的规定时，可用纵向加劲肋加强。

7．3．7  7度及以上抗震设防结构中的中心支撑长细比，当按6度或7度抗震设防时不得大于120；按8度抗震设防时不得大于80；按9度抗震设防时不得大于40。

7．3．8  支撑斜杆的板件宽厚比，当板件一边为简支端一边为自由端时，不得大于8；当板件两边均为简支端时不得大于25。

7．3．9  偏心支撑中的耗能梁段不得加焊贴板提高强度，也不得在腹板上开洞，并应符合下列规定：

    1  翼缘板自由外伸宽度b1与其厚度tf之比，应按下式进行计算：

    2  腹板计算高度h0与其厚度tw之比，应按下式进行计算：

    式中：A1b——耗能梁段的截面面积(mm2)。

7．3．10  当框架梁与柱翼缘刚性连接时，梁翼缘与柱应采用全熔透焊缝连接，梁腹板与柱宜采用摩擦型高强度螺栓连接；悬臂梁段与柱应采用全焊接连接。

7．3．11  当框架梁端垂直于工字形柱腹板与柱刚接时，应在梁翼缘的对应位置设置柱的横向加劲肋，加劲肋与柱的焊接应采用坡口全熔透焊缝；在梁高范围内设置柱的竖向连接板；梁与柱的现场连接中，梁翼缘与柱横向劲肋采用全熔透焊缝连接，腹板与柱连接板用高强度螺栓连接。

7．3．12  框架梁与柱刚性连接时，应在梁翼缘的对应位置设置柱的水平加劲肋或隔板，水平加劲肋应与梁翼缘等厚。工字形柱水平加劲肋与柱翼缘焊接时，宜采用坡口全熔透焊缝，与柱腹板连接时可采用角焊缝。

7．3．13  当柱两侧梁高不等时，每个梁翼缘对应位置均应设置柱的水平加劲肋。

8  消能部件连接构造与设计

8．1  一般规定

8．1．1  消能器与主体结构的连接分为支撑型、套索型支撑和墙墩型，设计时应根据工程及消能器的类型合理选择。

8．1．2  消能器的设计位移和设计速度应取罕遇地震下消能器两端的相对位移或两端相对速度；消能器设计阻尼力为罕遇地震时消能器的阻尼力；消能器的极限速度为消能器设计速度的1．2倍。

8．1．3  消能器与支撑、节点板、预埋件的连接可采用高强度螺栓、法兰、焊接或销轴，高强度螺栓及焊接的计算、构造要求应符合现行国家标准《钢结构设计标准》GB 500l7的有关规定。

8．2  支撑、墙墩设计

8．2．1  支撑、墙墩的计算应符合下列规定：

    1  与消能器相连的支撑、墙墩及节点板验算时应取消能器设计阻尼力。

    2  支撑、墙墩的计算长度应符合下列规定：

    1)采用单斜支撑时，支撑计算长度应取支撑与消能器连接处到主体结构预埋件连接中心处的距离；

    2)采用人字形支撑时，支撑计算长度应取布置消能器的水平梁平台底部到主体结构预埋连接板连接中心处的距离；

    3)采用墙墩时，支撑计算长度应取消能器上连接板或下连接板到主体结构梁底或顶面的距离。

8．2．2  支撑、墙墩的构造要求应符合下列规定：

    1  支撑或套索型支撑应采用钢支撑，钢材强度等级不应低于Q235；支撑宜采用双轴对称截面，支撑长细比、宽厚比应符合现行行业标准《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ 99的有关规定；

    2  墙墩可采用钢筋混凝土支墩或钢支墩，混凝土支墩混凝土强度等级不应低于C30，支墩沿阻尼器受力方向全截面箍筋应加密，并配置网状钢筋。

8．3  节点设计

8．3．1  后锚固板的锚筋应与钢板牢固连接，锚筋的锚固长度宜大于20倍锚筋直径，且不应小于250mm。当无法满足锚固长度的要求时，应采取其他有效的锚固措施。

8．3．2  节点板在抗拉、抗剪作用下的强度应按下式计算：

    式中：N——消能器作用于节点板上的力，按本规程第8．1．2条取值；

       Ai——第i破坏面的截面面积，Ai＝lit当为螺栓连接时，应取净截面面积(mm2)；

       ηi——第i段的拉剪折算系数；

       fy——钢材的抗拉强度设计值(N／mm2)；

       αi——第i段破坏线与拉力轴线的夹角；

       t——板件厚度(mm)；

       li——第i段破坏段的长度(mm)，应取板件中最危险的破坏线的长度(图8．3．2)。

8．3．3  消能部件与混凝土梁柱节点直接相连接时应进行节点强度验算，梁柱宜采用钢板全围抱或U形围抱的方法加固(图8．3．3)

8．3．4  消能部件与混凝土框架采用钢框嵌套式连接时，应符合下列规定：

    1  钢框可嵌入混凝土框架中，消能部件可通过节点板与钢框连接；

    2  可由栓钉和锚筋承担全部钢框传至混凝土框架的内力；

    3  钢框可采用H型钢或槽形钢，混凝土过渡区内应配置纵筋和箍筋，锚筋应按现行行业标准《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ 145的有关要求设计。

8．3．5  消能部件与混凝土框架采用附加框架连接时，应符合下列规定：

    1  附加框架宜采用钢框架或现浇混凝土框架。

    2  现浇混凝土附加框架与现有结构可采用贯穿螺栓连接或采用后锚固抗剪键连接，与附加框架相连的现有结构构件表面应凿毛。抗剪键锚筋应在附加框架内设置拉结弯钩或其他可靠的拉结措施。

    3  后锚固抗剪键可采用后锚固扩底型机械锚栓或化学锚栓，或后锚固锚栓加钢筋混凝土抗剪键等形式。

    4  附加框架采用现浇钢筋混凝土时，其抗震构造应满足相同抗震等级的新建混凝土框架的要求，箍筋宜通高或全跨加密。

    5  附加框架采用钢结构时，钢框架与现有结构构件采用后锚固抗剪键连接，并应采取防锈措施。

    6  附加框架宜上下连通设置，宜设置基础，或与既有建筑基础连为整体。

    7  后锚固抗剪键的施工应计入附加框架自重变形的影响。

    8  附加框架施工宜在既有结构构件或节点加固完成后进行。

9  施工、验收和维护

9．1  施工

9．1．1  建筑结构消能减震加固工程可作为建筑工程的一个分部工程进行施工和质量验收；消能部件工程应作为结构加固分部的一个子分部工程进行施工和质量验收。

9．1．2  消能部件子分部工程的施工作业，宜划分为消能器进场验收、消能部件施工、消能器安装、消能器防护等四个阶段。

9．1．3  消能器进场验收时，应提供下列资料：

    1  产品合格证；

    2  监理单位或建设单位对消能器检验的确认单。

9．1．4  消能器进场后应按本规程规定进行第三方抽样检验，并提供检验报告，检验合格后方可使用。

9．1．5  消能部件的施工应由施工单位根据设计要求制定施工方案。

9．1．6  设置消能部件的消能子结构应先按设计要求进行构件的加固施工，完成后方可进行消能部件的施工。

9．1．7  消能部件中钢制构件的制作应符合现行国家标准《钢结构工程施工质量验收规范》GB 50205的相关规定。

9．1．8  消能部件中混凝土构件的制作应符合现行国家标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB 50204的有关规定。

9．1．9  消能器安装就位、测量校正应符合设计文件的要求。

9．1．10  消能部件施工应符合现行行业标准《建筑施工高处作业安全技术规范》JGJ 80和《建筑机械使用安全技术规程》JGJ 33的有关规定，并根据消能部件的施工安装特点，在施工组织设计中制定施工安全措施。

9．1．11  消能部件钢构件应刷防腐涂料，验收应符合现行国家标准《钢结构工程施工质量验收规范》GB 50205的有关规定。

9．2  验收

9．2．1  混凝土结构加固施工应符合国家现行标准《混凝土结构加固设计规范》GB 50367、《建筑抗震加固技术规程》JGJ 116和《建筑结构加固工程施工质量验收规范》GB 50550的有关规定；钢结构加固应符合现行国家标准《钢结构工程施工质量验收规范》GB 50205以及现行团体标准《钢结构加固技术规范》CECS 77的有关规定。

9．2．2  消能部件子分部工程检验项目可按表9．2．2的规定执行。

9．2．3  消能部件子分部工程观感质量检查项目可按表9．2．3的规定执行。

9．2．4  消能器安装完成后应进行成品保护。

9．3  维护

9．3．1  消能部件应根据消能器的类型、使用期间的具体情况、消能器设计使用年限和设计文件要求等进行定期检查。金属消能器、屈曲约束支撑和摩擦消能器在正常使用情况下可不进行检查；黏滞消能器在正常使用情况下每十年应进行目测检查。所有消能器在二次装修时应进行目测检查。消能器达到使用年限时应进行抽样检验。

9．3．2  消能器目测检查时，应观察消能器、支撑及连接构件等的外观、变形及其他问题。目测检查内容及维护方法应符合表9．3．2的规定。

9．4  灾后检验

9．4．1  消能部件在遭遇地震、强风、火灾等灾害后应进行目测检查，遭遇罕遇地震或火灾后应进行抽样检验。

9．4．2  灾后目测检查的内容及维护方法应符合表9．4．2的规定。

9．4．3  消能部件抽样检验时，应在结构中抽取在役的典型消能器，对其基本性能进行原位测试或实验室测试，测试内容和要求应符合本规程对消能器性能的规定。

2  术语和符号

2．1  术语

    本节汇总了本规程所采用与建筑消能减震技术的结构设计相关的专门术语。本规程中采用的其他术语均符合现行国家标准《建筑结构设计术语和符号标准》GB/T 50083的规定。

2．2  符号

    本节汇总了本规程所采用的主要符号及其含义，按拉丁字母和希腊字母顺序排列。每个符号由主体符号或主体符号带上、下标构成。主体符号一般代表物理量，上、下标代表物理量以外的术语、说明语，用以进一步说明符号的含义。本节未列出的其他符号及其含义均在各有关章节的条文中列出。

3  基本规定

3．1  一般规定

3．1．1  建筑抗震加固之前，一定要依据设防烈度、抗震设防类别、后续使用年限和结构类型，按现行国家标准《建筑抗震鉴定标准》GB 50023的规定进行抗震鉴定，否则加固设计缺乏依据。

3．1．2  衡量采用消能减震技术加固后的建筑是否达到规定的设防目标，也以现行国家标准《建筑抗震鉴定标准》GB 50023的相关规定为依据。对于后续使用年限为30年和40年的建筑，加固后的结构应符合现行国家标准《建筑抗震鉴定标准》GB 50023承载力要求、变形规定和抗震构造要求等规定。后续使用年限为50年的建筑，加固后应符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011关于承载力要求、变形要求和抗震构造要求等规定。

     当抗震构造措施不能满足国家现行有关标准要求时，可以采用本规程规定的性能化加固方法或基于位移的加固方法进行抗震加固设计，并满足相应的构造措施。

3．1．3  消能装置不改变结构的基本形式，除消能子结构以外的结构设计仍可按现行国家标准《建筑抗震鉴定标准》GB 50023或《建筑抗震设计规范》GB 50011要求进行加固设计，消能子结构可按本规程要求进行加固设计。这样，消能减震加固后的房屋抗震安全性明显提高，最大适用高度可适当提高，提高幅度以不超过10％为宜。

     采用屈曲约束支撑进行加固后的钢筋混凝土框架结构为钢筋混凝土框架-屈曲约束支撑结构体系。小震下，屈曲约束支撑通常不会屈服耗能，对结构贡献附加刚度；大震下，支撑进入屈服状态，消耗地震能量。因此，加固采用少量支撑时，还是框架结构，这时的结构适用高度按框架结构选用。当框架结构高度超过适用高度时(如地区烈度提高，原高度超出适用高度)，需采用足够数量的屈曲约束支撑加固，加固设计方法可按本规程附录A规定采用。

     钢框架结构采用屈曲约束支撑加固，且相关指标均满足钢框架-支撑体系相关要求时，结构体系可按钢框架支撑执行。

3．1．4  现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011将结构遭遇地震时的破坏状态划分成基本完好(含完好)、轻微损坏、中等破坏、严重破坏和倒塌5个等级，分别给出了变形参考值：＜[△ue]、(1．5～2．0)[△ue]、(3．0～4．0)[△ue]、0．9[△up]和＞[△up](△up为弹塑性层间位移角)。混凝土构件的强度验算公式是根据极限状态推导出来的，因此将“轻微损坏”分为轻微损坏和轻度损坏，前者定义为不屈服状态，变形为(1．1～1．5)[△ue]，后者进入屈服状态，变形为1．5～2．0[△ue]。其余状态下的变形指标上限值沿用抗震规范给出的值，为保证连续性，下限值取前一状态的上限值。

     要实现性能目标，需进行变形和构件承载力的双控，即各个地震水准下的承载力、变形和构造要求都应满足。仅提高承载力时，安全性有相应提高，但使用上的变形要求不一定满足；仅提高变形能力，则结构在小震、中震下的损坏情况不会有显著改善。因此，采用性能化加固设计方法在以变形为控制目标时，还应注意相应变形下的承载力是否满足要求。

     完好，即所有构件保持弹性状态：各种承载力设计值(拉、压、弯、剪、压弯、拉弯、稳定)满足规范对抗震承载力的要求，层间变形(宜扣除整体弯曲变形)满足规范多遇地震下的弹性位移限值[△ue]。

     轻微损坏，结构构件尚未达到屈服状态，按材料标准值计算的承载力大于作用标准组合的效应，但楼层变形略大于弹性位移限值[△ue]，约为(1．1～1．5)[△ue]。

     轻度损坏，关键构件及普通竖向构件的按材料标准值计算的承载力大于作用标准组合的效应；部分耗能构件进入屈服阶段，但其受剪力载力按材料计算的标准值大于作用标准组合的效应。楼层变形约为(1．5～2．0)[△ue]。

     中等破坏，结构构件出现明显的塑性变形，但控制在一般加固即恢复使用的范围。弹塑性楼层变形约为(2．0～4．0)[△ue]。

     不严重破坏，关键结构的竖向构件出现明显的塑性变形，部分水平构件可能失效需要更换，经过大修加固后可恢复使用。

     各类结构不同目标的位移角如表2所示。

    在结构各状态下，消能器应能正常工作，金属消能器可以进入屈服状态；消能器应保持足够的滞回循环能力，满足结构变形的要求。

3．1．5  中小学建筑多采用钢筋混凝土框架结构，采用消能减震技术进行加固，无论是加固效果、加固工期，还是加固成本，都是较优的选择。控制加固后框架结构的弹塑性层间位移角有利于保障结构地震后能迅速发挥作用。

3．1．6  为避免消能器布置过少和单个消能部件承担过大的力，造成消能器、消能部件和连接节点设计的困难，以及消能器耗能后可能引起刚度退化形成薄弱构件，对单个消能部件承载力占楼层剪力的比例进行适当的限制。

3．2  消能器

3．2．1  黏滞消能器和黏弹消能器属于速度相关型消能器，摩擦消能器和各类金属消能器属于位移相关型消能器，屈曲约束支撑属于金属消能器。消能器为消能减震加固中的关键装置，应具有适应结构的变形能力，通常要求满足罕遇地震下结构的变形，在结构变形过程中消耗地震输入建筑的能量。

    对于金属型消能器和屈曲约束支撑，它们依靠金属塑性消耗能量，存在塑性疲劳问题，这方面的研究不多，检验要求按罕遇地震下消能器变形循环加载30周。因此，金属消能器不宜在风荷载下进入塑性，现行行业标准《建筑消能减震技术规程》JGJ 297要求位移型消能器应保证在弹性范围内具有足够的抵抗设计风荷载的能力，规定10年一遇风荷载作用下，金属消能器和屈曲约束支撑不应发生屈服，摩擦消能器不应进入滑动状态。本规程沿用这一规定，但在50年一遇的风荷载下，消能器不是频繁工作，因此规定摩擦消能器可进入滑动状态，而金属消能器和屈曲约束支撑则是不宜产生屈服，如进入屈服状态，则应进行风荷载下疲劳试验。

    多遇地震下黏滞消能器能否发挥作用与施加在消能器上的位移能否有效推动消能器工作有关，影响因素有消能器系统变形(包括消能器壳体变形、活塞杆变形和腔体内黏滞阻尼液的压缩变形)和安装间隙，这些变形叠加起来，将会使消能器的效率大大降低。在多遇地震作用下结构变形很小时，黏滞消能器要发挥作用，安装间隙应控制在0．5mm以内，消能器系统变形应控制在施加位移的10％以内。

3．2．2  消能器型式检验内容和检验要求应符合现行行业标准《建筑消能阻尼器》JG／T 209和《建筑消能减震技术规程》JGJ 297中的相关规定。其中现行行业标准《建筑消能阻尼器》JG／T 209规定了黏滞消能器、黏弹消能器、金属阻尼器、屈曲约束支撑这四种消能器的型式检验内容和要求。摩擦型消能器的型式检验内容和要求可参见本规程的相关规定。

    目前，建筑用消能器尚未形成标准化产品，各生产厂家多以工程要求定制产品，其性能稳定性和质量存在很大不确定性，因此，消能器应进行严格的检验。首先，生产厂商应严格出厂检验要求，对黏滞消能器、黏弹消能器和摩擦消能器应进行必要的力学性能检验，出具产品合格证。其次，在工程安装前应进行抽检，检验由具有资质的第三方实验室完成。检验数量根据消能检测后能否使用有所不同，黏滞消能器、黏弹消能器和摩擦消能器检验后仍可使用，抽检数量为20％，对重要工程，设计人员可增加消能器的抽检数量。

3．3  计算

3．3．1～3．3．2  采用消能减震技术进行加固时，应进行多遇地震下的强度验算和弹性变形计算，同时进行罕遇地震作用下的弹塑性变形计算。《建筑抗震设计规范》GBJ 11-89首次提出了“小震不坏，中震可修，大震不倒”的抗震设防目标，设计中，“小震不坏”体现在结构的强度验算和控制弹性变形，结构承载力满足地震作用效应要求，结构变形满足结构构件和非结构构件不开裂的要求。罕遇地震作用下，通过结构构造措施和弹塑性变形验算，将结构变形控制在极限变形范围内，满足“大震不倒”的要求。弹塑性计算软件日趋成熟，使得结构在罕遇地震下的变形验算成为可能，因此，本规程规定采用消能减震技术加固的结构应进行罕遇地震下的弹塑性计算。

3．3．3  使用计算机进行消能减震加固分析时，应对软件的功能有切实的了解，计算模型的选取应符合本规程及有关标准的规定，设计时对所有计算结果进行判别，确认其合理有效后方可在设计中应用。复杂结构进行加固计算时，力学模型会非常复杂，难以找到完全符合实际工作状态的理想模型时，设计人员须进行必要的简化，简化应符合结构的实际工作状况。

    汶川地震中，大量楼梯出现拉断破坏，说明楼梯在结构中起了斜撑作用，计算时，应针对具体结构的不同，考虑其作用，区别对待。框架结构楼梯斜撑作用明显，计算模型应计入楼梯单元；抗震墙结构或楼梯周圈有抗震墙时，可忽略楼梯的作用；其他情况需设计人员根据经验判断。

    弹塑性计算属结构非线性分析，结果与设计人员对构件非线性参数的取值关系密切，同时与软件计算方法、参数处理、计算模型简化等也有很大关系，因此，进行弹塑性分析时，宜采用两个或两个以上软件进行计算分析。计算时，计算模型和构件参数应基本相同，两个软件的计算结果相近且合理后，方可应用于工程设计。当弹塑性分析仅用于确定罕遇地震下消能器设计位移等参数时，可只采用一个软件进行计算分析。

3．3．4  现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011给出了后续使用年限为50年的C类建筑的抗震设防烈度和地震加速度的关系，根据本规程第1．0．4条规定，对设计基本加速度进行折减，得A、B类建筑加固设计的基本加速度。

3．3．5  采用地震作用折减计算构件地震作用效应后，A、B类建筑构件的承载力抗震验算与C类房屋采用统一的表达式，方便设计人员使用。

     计算构件承载力时，混凝土材料强度等级可按现场实测取值，材料相关参数按照现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010取用。

3．3．6  由于地震影响系数在长周期段下降较快，对于基本周期大于3．5s的结构，由此计算所得的水平地震作用下的结构效应可能太小，一旦地震动长周期段加速度反应较大时，会对长周期结构具有更大的破坏影响。出于结构安全的考虑，提出对结构总水平地震剪力及各楼层水平地震剪力最小值的要求，规定了不同烈度下的剪力系数，当不满足时，需调整结构总剪力和各楼层的水平地震剪力使之满足要求。调整方法如下：若结构基本周期位于设计反应谱的加速度控制段时，则各楼层均需乘以同样大小的增大系数；若结构基本周期位于反应谱的位移控制段时，则各楼层i均需按底部的剪力系数的差值△λ0增加该层的地震剪力△FEki＝△λ0GEi；若结构基本周期位于反应谱的速度控制段，则增加值应大于△λ0GEi，顶部增加值可取位移作用和加速度作用二者的平均值，中间各层的增加值可近似按线性分布。

    不同后续使用年限的A、B和C类建筑的最小剪力系数按本条采用。

3．3．7  对于不同破坏状态，弹塑性分析的地震作用和变形计算的方法也不同，可分别处理。

    地震作用下构件弹塑性变形计算时，必须依据其实际的承载力取材料的标准值、实际截面尺寸(含钢筋截面)、轴向力等计算，从工程的角度，构件弹塑性参数仍可按杆件模型适当简化，参照美国IBC的规定，建议混凝土构件的初始刚度取短期或长期刚度，至少按0．85EcI简化计算。

3．4  结构加固设计

3．4．1  消能减震加固基本要求：

    1  抗震加固的方案应根据抗震鉴定的结构，综合分析现有建筑的现状和加固目标，区别对待，提出合理方案。现有建筑的刚度较小时，地震下变形较大的结构宜采用金属阻尼器或摩擦型阻尼器，它们不仅能提供附加阻尼，还可提供附加刚度，小震下能够更加有效地解决问题。

    2  采用消能减震加固方案可极大地减少对结构构件的直接加固，这才是采用消能减震技术的优势所在。通常仍需要加固的构件是与消能部件直接相关联的构件，数量有限。对构件的加固应保证其延性性能，避免加固后出现的脆性破坏。

    3  采用消能减震技术解决结构不规则性时，金属阻尼器中的屈曲约束支撑效果最佳。可以通过布置支撑使结构平面扭转效应或上下层刚度突变满足规范的限值要求。

    4  单跨框架结构采用金属消能器加固后，消能部件能够起到“抗震墙”的作用，同时又具有良好的延性性能，可以解决单跨框架结构抗震冗余度低的问题。

    5  作用在结构上的地震作用，通过楼板传递到消能部件上，因此，楼板应具有一定的整体性。对预制楼板，应在楼面铺4Omm～50mm的混凝土现浇层或采取加强楼面整体性的措施。

    6  天然地基承载力验算方法与现行国家标准《建筑抗震鉴定标准》GB 50023的规定相同，可计算入地基长期压密提高系数1．05～1．20。加固方法有地基土置换、挤密、固化和桩基托换等，其设计和施工方法可按现行行业标准《既有建筑地基基础加固技术规范》JGJ 123的规定执行。

    7  消除液化沉降是地基加固的重点。采取液化地基的抗液化措施时，要经过液化判别，根据地基的液化指数和液化等级以及抗震设防类别区别对待。A类建筑，仅对液化等级为严重的现有地基采取抗液化措施；对于乙类设防的B类建筑，液化等级为中等时也需采取抗液化措施，见表3。消除液化的措施有：桩基托换、压重法、覆盖法、排水桩法、旋喷法。

3．4．2  消能部件通常沿结构两个主轴方向设置，宜设置在结构相对变形或速度较大的部位，其数量和分布应通过综合分析合理确定，为结构提供适当的附加阻尼和刚度，并保证消能器在地震作用下具有良好的消能能力。

    消能部件布置时，应考虑结构的平面和立面的规则性，消能部件布置后应减少结构的扭转，楼层扭转位移比宜控制在1．5以内；侧向刚度沿竖向宜均匀变化，避免侧向刚度和承载力的突变，对于竖向规则的结构，尽量从上到下均匀布置。

3．4．3  消能子结构是与消能部件相关联，并保障消能器能够发挥作用的结构单元，当消能器仅用于对结构薄弱层加强时，消能子结构范围可取对应加强楼层及其下一层，且向下范围可不超过嵌固层顶，其他情况消能子结构范围应从消能器所在楼层向下一直延伸到嵌固层顶部，如图1所示。

    为了充分发挥消能器的耗能作用，理论上消能子结构宜具有更高的抗震性能目标要求。丙类建筑按乙类建筑要求确定消能子结构的抗震措施；乙类建筑则提高一倍地震作用效应，抗震措施不变。设防烈度已经为9度时可不再提高。

    此外，罕遇地震作用下消能子结构构件的荷载效应不应超过其截面的极限承载能力。进行正截面极限承载力验算时应包括轴力分量，当构件双向受弯作用效应显著时应考虑构件截面极限承载力的空间特性。罕遇地震作用下构件的荷载效应为不计入风荷载效应的地震作用效应标准组合。罕遇地震作用下构件的荷载效应可采用等效线性分析或弹塑性时程分析进行确定。计算构件极限承载力时，材料强度宜取材料最小极限强度，无可靠试验数据时钢筋可以取屈服强度的1．25倍；混凝土强度可取立方体强度的0．88％。

    任意截面的构件正截面承载力可采用下列方法计算：

    1  采用纤维模型对截面进行纤维化处理，即将截面划分为若干网格，每个网格围成的小块只计算承受一维的应力(材料本构关系为单轴本构关系)，并近似取单元内应变和应力为均匀分布，其合力作用点在纤维中心处。

    2  当截面弯曲变形时，截面上任意纤维的应变与应力状态可采用如下基本假定和方法进行确定：

    1)平截面假定，即构件截面在加载的弹性和塑性阶段都保持在一个平面内，应变保持线性分布，截面上任意纤维的应变根据中性轴的位置和截面绕中性轴转动的曲率进行确定。平截面假定下，截面的剪切、翘曲及扭转的作用不予计入。

    2)纤维材料的本构关系为单轴应力-应变关系，且不计加载速率的影响。此外混凝土不考虑收缩与徐变等的影响。

    3)对于钢筋混凝土构件截面，不考虑钢筋截面应力的分布不均匀，不考虑混凝土与钢筋之间的相对滑移。

    3  不同材料纤维的单轴应力-应变关系可按如下方式选择：

    1)钢材单轴应力-应变关系宜选用理想弹塑性模型(图2)，其曲线表达如下：

    式中：Es——钢材弹性模量。

    2)混凝土单轴受压及受拉时的应力应变曲线见图3，公式如下：

    (1)单轴受压曲线表达式为：

    式中x＝，y＝，其中上升段参数αa以及下降段参数αd按表4插值取用。

    单轴受拉曲线应力和应变归一化的相对坐标(x，y)表示：

    式中：f*t——应力峰值；

       εt——相应于峰值应力的应变。

    (2)混凝土单轴受拉应力-应变全曲线的方程如下：

    式中：αt——混凝土单轴受拉应力-应变曲线下降段的参数值，按表5取用。

    任意荷载作用在混凝土构件上(图4)，构件截面绕x轴弯矩曲率非线性关系如下：

    ①截面纤维化

    图5为一钢筋混凝土构件纤维模型示意图。在纤维模型中截面被划分为若干网格，每一个网格包围的部分即为一根纤维，根据材料不同纤维又分为混凝土纤维和钢筋纤维。对于第i根纤维，其形心坐标为(xi，yi)，面积为Ai。

    ②假设当前为求解给定轴力P0作用下截面的弯矩-曲率全曲线计算的第k步，此时截面曲率为(图6)。

    平衡方程如下：

    式中：Aci、σkci、yi——第k计算步、第i根混凝土纤维的面积、应力及坐标；

       Asj、σksj、yj——第k计算步、第j根钢筋纤维的面积、应力及坐标。

    ③检查是否满足误差要求：

    式中：δ——预定的误差容限。

    若满足上式，说明假定的截面中心处的平均应变ε0可以接受，则利用下式对截面形心求解得到截面弯矩：

所求解得到的截面弯矩Mk即为第k步曲率下截面的弯矩迭代终值。

    若不满足上式，说明假定的截面中心处的平均应变ε0不可接受，需要进行调整。若计算出的截面轴力Nk大于所施加的外荷载P0，则需要减小截面中心处的平均应变；若计算出的截面轴力Nk小于所施加的外荷载P0，则需要增大截面中心处的平均应变；调整后截面中心位置新平均应变为εk1 ，返回第2步求解截面轴力，直至满足误差要求。

    ④判断受压区边缘混凝土应变是否达到预设的混凝土压溃应变(如极限压应变εcu)，如未达到则令k＝k＋1，并重复步骤①～③，进行下一个截面曲率的计算。否则，分析终止。

    当求解弯矩作用轴不为x轴时，需要针对纤维坐标进行修正。假设弯矩作用轴从x轴逆时针转动θ角，则修正后的纤维坐标公式如下：

    此外，当将曲率固定为零，并逐步改变截面中心的平均应变ε0，反复步骤②且不需要进行判读迭代即可给出截面轴力与轴向应变的非线性全曲线。

    当消能子结构考虑其弹塑性性质，并采用弹塑性分析方法验算罕遇地震下的性能时，可不进行构件极限承载力验算，但此时消能子结构中构件截面的混凝土极限压应变应小于0．003，受力钢筋极限拉应变应小于0．01。

3．4．4  屈曲约束支撑的角度45°时，支撑发挥的效率最高，支撑应变率最大。

3．5  消能部件与节点

3．5．1、3．5．2  对于新增、加大截面、钢构套等方式加固的混凝土结构构件在有条件时可以采用预埋件或外包钢等连接方式；无法安装预埋件或外包钢时，可在子框架内部设置嵌套钢结构的连接方式，也可以在框架平面外，采用外贴框架的连接方式。

      预埋件、锚板、锚筋设置及外加钢结构等与现有建筑的连接、构造均应满足相关规范要求。

3．5．3  消能器根据使用功能的需求可以采用法兰、焊接、销轴或高强螺栓等连接方式，当阻尼力较大时，宜采用刚接。

3．5．4  在消能器设计阻尼力作用下，与消能器相连的连接构件(连接板、支撑、支墩等)应处于弹性状态，不发生平面内、外失稳，预埋件及螺栓等不得发生滑移、拔出和局部失稳等破坏。与支撑相连的节点承载力设计值应大于支撑的设计作用力，以保证节点足以承受罕遇地震作用下可能产生的最大内力。相关连接构件应符合钢构件、钢与混凝土连接或钢与钢-混凝土组合构件连接的构造要求。

4  设计计算

4．1  一般规定

4．1．1  施加在建筑结构上的地震荷载实际上是由于地震地面运动引起的动态作用，包括地震加速度、速度以及动位移的作用，具有显著的动力属性。结构在地震作用下的响应除与地震动大小、频谱特性、作用方向以及持续时间有关外，还与结构抗侧力构件布置方式、质量与刚度分布情况以及自身的动力特性有关。采用消能减震技术进行抗震加固的建筑，确定设计地震作用时应符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的相关规定。

4．1．2、4．1．3  根据结构及构件在荷载作用下所处的状态选择适宜的计算与分析方法，是正确进行结构计算与设计的基本前提。对于采用消能减震技术加固的结构而言，在进行结构地震作用效应的计算中，通常可采用如下方法进行区分：在多遇地震作用下，主体结构保持弹性状态，消能器未进入或刚刚进入非线性阶段，此时可以忽略其耗能能力将消能器仅为主体结构提供刚度而无附加阻尼，可采用适用于主体结构弹性、消能器线性或等效线性模型的振型分解反应谱法及弹性时程分析法；在设防地震作用下，消能器进入耗能工作状态，此时可以采用主体结构弹性、消能器等效线性并考虑其附加阻尼的振型分解反应谱法，并宜进一步选用恰当的恢复力模型模拟消能器非线性特性的非线性时程分析方法进行补充分析；在罕遇地震作用下，主体结构进入显著的弹塑性状态，消能器亦会表现出强烈的非线性工作状态，此时应选择能够同时考虑主体结构弹塑性性质和消能器非线性特性的弹塑性方法进行计算，且优先采用动力弹塑性方法。

4．1．4、4．1．5  结构楼层楼(屋)盖平面内刚度对于楼层水平地震剪力向抗侧力构件的分配有重要影响，就采用消能减震技术加固的结构而言，对消能器耗能减震作用的充分发挥亦有直接关系。当采用消能减震加固结构的楼(屋)平面内刚度不能满足无限刚性要求时，应考虑楼(屋)盖的变形，并与无限刚性假定结果进行对比，当影响较大时在弹塑性分析中需进一步考虑楼板的非线性特性。

4．2  地震反应谱与地震波

4．2．1、4．2．2  地震反应谱是进行结构承载力与变形验算的基本前提。参照现行国家标准《建筑抗震鉴定标准》GB 50023的分类，本规程从后续使用年限中不同烈度和水准地震具有相同超越概率的角度出发，针对不同后续使用年限的建筑分别给出了不同水准地震反应谱曲线的形式及其关键参数的取值方法。其中多遇地震反应谱曲线的形式与现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011一致，基于保持原结构设计延续性的考虑。罕遇地震反应谱曲线的形式与现行协会标准《建筑工程抗震性态设计通则》CECS 160一致，该反应谱更能反映地震波的特性，为许多国家的规范所采用。

4．2．3～4．2．5  实际地震的发生具有概率性与随机性特征，为了避免不同地震波下计算结果的离散性过大，保证计算结果的代表性，并满足采用小样本容量下计算结果来估计地震效应的要求，规定了时程分析中输入地震波的要求。其中“在统计意义上相符”是指所选地震波的平均地震影响系数曲线与振型分解反应谱分析所采用的地震影响系数曲线相比，在结构主要周期点上相差不超过20％。考虑到时程分析对于消能减震加固设计的重要作用，本规程规定了人工模拟记录在各周期点的误差限值。

4．2．6  结构刚度及质量是确定结构承受地震作用大小的关键性因素。结构整体刚度和重力荷载代表值的变化分别不超过原来的10％和5％时，结构周期及结构所承受的地震作用的变化约在8％以内；进一步考虑消能器的耗能作用后，结构实际承受的地震作用可视为基本不变。

4．2．7  在条状突出的山嘴、高耸孤立的山丘、非岩石的陡坡、河岸和边坡边缘等不利地段，水平地震作用应按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的规定乘以1．1倍～1．6倍的增大系数。

     局部突出地形对地震动具有放大作用，建造在本条规定地段内的结构将承受更大的地震作用，加固时应给予考虑。

4．3  消能减震加固计算

4．3．1  恢复力模型是消能器力学特性的集中体现，当计算分析中需要直接考虑消能器耗能作用时应选择符合消能器工作特性的、合适的非线性模型。消能器恢复力模型大致分为光滑曲线型和分段线性化折线型两类。值得指出的是，虽然光滑曲线型模型中消能器的刚度连续变化，与目前工程中应用的大多数消能器实际的力学特性更为接近，但实际工程计算中基于使用简便、概念清晰、适应性强等考虑，广泛使用的是分段线性化的折线型模型。

      对于金属消能器(如屈曲约束支撑、剪切型金属阻尼器等)而言，可以采用双线性模型或Wen模型(图7)，也可以根据试验曲线采用三线性模型。

    1  双线性模型

    双线性模型的关键参数定义如下：

    连接原点与滞回曲线峰值点直线斜率定义为有效刚度Keff：

    式中：Dy——屈服位移。

    滞回环面积WD(每次循环所消耗能量值)：

    有效阻尼比βeff：

    2  Wen模型

    Wen模型中消能器的弹性刚度、有效刚度与双线性模型计算公式相同，其力学模型关系式为：

    式中：x、——消能器的位移、速度和加速度；

       d——外界激励；

       z——滞回非线性恢复力；

       A、n、α、β——滞回常数，滞回非线性恢复力z的特性取决于材料特性、响应幅值和结构特性。

    Wen模型可以表示一般的滞回模型，具有极强的适应性，它既包含了非线性阻尼，又包含了非线性刚度，因此对各种光滑的滞回曲线都能较好地近似描述。滞回曲线的大小和形状由A、α、β决定，曲线的光滑程度由常数n决定。调节这些系数可以得到不同的滞回环。

    摩擦型消能器的力学特性通常可以选择理想弹塑性模型模拟(图8)。模型初始弹性刚度可从测试的屈服力和屈服位移的数据中确定：

    当装置的位移值超过dy时，力的值等于Py。

    每一周所消耗的能量等于点(Py，d0)和点(－Py，－d0)之间的滞回曲线面积。即：

    对于速度相关型消能器可采用麦克斯韦尔(Maxwell)模型(图9)。该模型实际为弹簧单元与阻尼器单元的串联。

    黏滞消能器的耗能量及相关参数的计算公式如下：

    式中：ω1——试验加载圆频率(rad／s)；

       Cd——消能器阻尼系数[kN／(m·s)]。

    应该指出的是，随着近年来工程应用的逐渐增多，消能器产品的种类也逐渐增多。对于力学特性符合本条规定的，其模型参数宜采用足尺试验来确定，并通过足尺试验对消能器结构构造、构件的相互作用、结构破坏阶段的实际工作情况和消能器在不同位移或速度下的力学性能进行全面了解；当消能器的力学性能不能采用已有模型模拟时，应根据试验曲线确定合适的数学模型，并通过与试验结果的对比进行必要的验证。此外，当由于试验条件等因素的制约造成消能器力学性能试验采用缩尺模型进行时，应考虑尺寸效应对消能器力学参数的影响。

4．3．2  支承部件应具备足够的刚度，才能使消能器充分发挥作用。根据现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的要求，支承部件的刚度要求大于消能器等效刚度的3倍。消能器有效刚度指提供附加阻尼时，阻尼力与消能器变形的比值。如消能部件刚度不能满足本规程的要求时，应采用时程分析法，考虑消能部件刚度产生的影响。

4．3．3  振型分解反应谱计算属于线弹性分析，因此当采用该计算方法进行分析时，消能器的刚度及阻尼参数一般根据其变形采用等效方法进行确定。金属消能器和摩擦型消能器等具有初始刚度的，其有效刚度可采用目标位移的割线刚度；消能器附加给整体结构的等效阻尼比可基于能量法和自由振动衰减法确定。其中能量法确定等效阻尼比时，由于难以准确预估消能器的变形量，因而通常需采用迭代方法来确定消能器的刚度及其附加给整体结构的阻尼比。首先，参照可接受的整体结构的变形大小，根据结构中所布置消能器的数量和位置，预先假设一个消能器的割线刚度及附加给整体结构的等效阻尼比，并采用振型反应谱方法对采用消能减震技术的结构进行整体计算；然后，根据计算结果中消能器的实际位移，依照消能器类型，通过相应恢复力模型和公式求解其有效刚度及附加阻尼比。调整相应参数后，重新进行整体结构的振型分解反应谱分析；重复计算过程，直至整体计算结果符合要求为止。

    自由振动衰减法则根据自由振动衰减理论，将消能结构顶点自由振动衰减看作单自由度体系自由振动，根据单自由度体系阻尼比与振幅关系计算得到结构的阻尼比：

    式中：δm——振幅对数衰减率δm＝1n(sn/sn＋m)；

       sn和sn＋m——第n和第n＋m周期振幅；

       m——两振幅间相隔周期数；

       ω和ωD——无阻尼和有阻尼振动的自振频率。

    计算过程为：

    (1)将采用消能减震加固的结构自身阻尼比设为0，对结构施加一个瞬时激励，计入消能器非线性变形，计算采用消能减震加固的结构振幅自由振动衰减时程(图10)。

    (2)将结构振幅值代入公式19，计算不同振幅下采用消能减震加固的结构的阻尼比，得到采用消能减震技术的结构阻尼比-振幅曲线，如图11所示。

    (3)估算多遇地震下结构顶点振幅，在阻尼比-振幅曲线中确定结构的阻尼比，即为消能器附加阻尼比。

4．3．4  液体黏滞消能器为速度相关型消能器，多遇地震作用下消能子结构的内力采用时程分析法确定更为准确。为了避免分析结果的离散性过大，规定分析用地震输入采用人工模拟记录，且人工模拟记录的频谱特征应符合本规程第4．2．5条的规定。

4．3．5  研究表明，消能器在主体结构中布置不均匀，以及消能器附加给主体结构的阻尼比越大时，整体结构采用简单增大振型阻尼比的振型分解反应谱法计算的精度会有明显下降，因此本规程规定除现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011中规定的不规则结构、甲类建筑和高度超过规定数值的结构外，对于消能器布置不均匀以及附加阻尼比大于25％的采用消能减震技术的结构还应采用更为精确的时程分析进行补充验算。

4．3．6  在验算罕遇地震作用下结构薄弱楼层(部位)的弹塑性变形时，由于黏滞性消能器的工作特性与速度相关，因此应采用动力弹塑性分析方法；对于其他类型的消能器，可采用静力弹塑性或动力弹塑性分析方法，优先采用动力弹塑性分析方法。地震输入方法则应尽量采用与客观实际相符的双向输入，当竖向地震效应对结构有重要影响时，应采用三向输入。

4．3．7  在进行结构弹塑性计算分析时，应首先根据主体结构的受力特点、消能器的类型以及分析结果的精度和可靠性要求选择适宜的计算软件。在建立结构弹塑性计算模型时，应根据结构构件的受力特征、可能发生的屈服及破坏模式以及消能器的工作特性等因素分别选择适宜的单元模型。一般梁、柱、斜撑等采用线单元；墙、板则可采用面单元或体单元；消能器根据其受力特性可采用非线性连接单元或弹簧单元。值得强调的是，对于采用消能减震加固的结构，结构的几何尺寸、钢筋、型钢以及钢构件等应按现场实际情况采用，现有结构构件的材料力学参数(如弹性模量、强度等)应按照实际检测结果、规范标准值的顺序确定并采用。材料的本构关系可根据现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010、《钢结构设计标准》GB 50017中的相应规定采用。

    此外，结构弹塑性变形往往比弹性变形大很多，而且结构的加固方法与施工过程对于结构现有构件而言存在二次受力及内力重分布的影响，因此，考虑结构几何非线性进行弹塑性分析是必要的，可进一步增强计算结果的可靠性。

    应该指出的是，与弹性静力分析计算相比，结构的弹塑性分析结果具有较大的不确定性，其影响因素除与材料力学参数取值、有限元网格的剖分等有关外，还与分析软件的性能、构件的计算模型、损伤与破坏的模拟方式以及结构阻尼模型的选取等因素有关，存在较多的人为因素和经验因素。因此，弹塑性计算分析首先要了解分析软件的适用性，选择工程结构适用的软件，然后还应对计算结果的合理性进行分析判断。必要时可采用两个不同的计算软件或不同的分析团队进行比对分析。

4．3．8  本条规定了消能减震技术加固后结构抗震变形验算的限值要求。

4．4  结构承载力验算

4．4．1  针对不同后续使用年限的加固结构类别，本条给出了主体结构构件强度和承载力截面验算时的一般规定和方法。验算时，地震作用按本规程给定的针对不同后续使用年限的结构取值；地震作用效应与其他荷载效应的组合按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011方法取值；结构构件截面、材料强度和配筋可按实际检测值取用，材料性能指标按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011规定取值，抗震规范中未规定的材料可根据相关现行规范或规程的规定取值；内力调整系数按本规程规定取值；承载力验算公式按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011或相关规范、规程的规定采用。

4．4．2  为了确保消能减震加固结构在罕遇地震作用下不发生倒塌，消能子结构应在主体结构达到极限承载力及变形前保证消能器正常工作，不发生强度破坏。从采用消能减震的结构试验研究结果看，结构达到极限变形时，消能子结构的构件损伤或破坏程度并不比非消能子结构的构件严重太多，因此，加固时适当提高消能子结构的承载力即可。本规程明确了消能子结构按乙类建筑的结构设计，构件内力调整系数和构造措施按乙类建筑的有关规定确定。乙类建筑的消能子结构的地震作用效应提高一倍，构件内力调整系数和构造措施仍按乙类建筑的有关规定确定。

    考虑到实际楼板的加强作用，放松了梁单独承载时的承载力要求，即采用材料的极限值计算极限承载力作为梁的抗力允许值。此外，为了保证消能部件的安全，消能子结构连接节点和构件的验算中还应考虑地震作用下消能器引起的附加弯矩的不利影响。

4．4．3～4．4．6  钢筋混凝土结构构造措施不满足时，可采用综合抗震能力指数法验算，具体为楼层屈服强度系数与构造影响系数的乘积。

    楼层屈服强度系数是根据楼层实配钢筋计算出的楼层屈服剪力与楼层多遇地震下弹性楼层剪力设计值的比值，再与构造影响系数的乘积。构造影响系数的取值要求根据具体情况确定：

    1  体系影响系数只与规则性、箍筋构造和轴压比等有关；当部分构造符合要求，部分不符合时，可取插值；不符合的程度大或有若干项不符合时取较小值；对不同烈度鉴定要求相同的项目，烈度高者，该体系影响系数取小值。

    2  结构损伤包括因建造年代甚早、混凝土碳化而造成的钢筋锈蚀；损伤和倾斜的修复，通常宜考虑新旧部分不能完全共同发挥效果而取小于1．0的影响数值，对体系影响系数进一步折减。

    消能子结构构件应按本规程第4．4．2条进行验算。

5  消能器技术性能及检验

5．1  一般规定

5．1．1  消能减震技术在结构加固中的应用始于20世纪90年代末，还没有超过现有规范规定的建筑加固后续使用年限，消能器的实际使用年限还未得到验证，只能通过推算的方法预测消能器的使用年限。金属类消能器由于金属材料的稳定性比较明确，只要做好防腐蚀处理，满足加固后续使用年限是没有问题的。黏滞消能器中采用了高分子材料，存在一定的耐久性问题，主要是密封件的老化，目前多数生产厂家保证的使用年限是30年。

5．1．2  现行行业标准《建筑消能阻尼器》JG／T 209对金属消能器、屈曲约束支撑、黏滞消能器和黏弹性消能器的耐久性能进行了规定。金属消能器耐久性包括疲劳性能和耐腐蚀性能；黏滞消能器耐久性包括疲劳性能和密封性能，耐火性要求消能器具有阻燃性；黏弹性消能器的耐久性包括疲劳性能和老化性能。

    现行行业标准《建筑消能减震技术规程》JGJ 297增加了摩擦消能器疲劳性能的规定，本规程补充了摩擦消能器时效性的检验要求。

5．1．3  在正常使用状态下不需要发挥作用的消能器可不采取防火措施；在正常使用状态下需发挥作用的承载型消能器(承载型屈曲约束支撑)应做防火处理，处理范围包括连接节点及相关附属连接构件。火灾后应对消能器进行全面检查，并抽取不少于过火总数10％的消能器，但不少于2个，进行力学检测。火灾后的力学指标下降不超过15％，否则应进行更换。

5．1．4  抗震加固工程中使用的消能器应提供型式检验报告，它表示消能器生产厂家具备生产同类型消能器的能力。型式检验使用的消能器应与工程所用消能器具有相同的构造，外观尺寸不宜超过±30％，力学参数不应超过±50％。

    摩擦消能器型式检验可参照本规程关于摩擦消能器性能的要求检验。

5．1．5  消能器极限位移应不小于罕遇地震下消能器最大位移的1．2倍，还应符合本规程表4．3．8-2结构弹塑性层间位移角限值的规定。在此位移下，消能器应满足往复加载3周，承载力变化不超过±15％的要求。

5．1．6  采用本规程未规定的消能器进行消能减震抗震加固时，对消能器应做专门研究，经论证后方可使用。

5．2  金属消能器

5．2．1  抗震加固中采用的金属消能器除了符合本规程的规定外，还应符合现行行业标准《建筑消能阻尼器》JG／T 209和《建筑消能减震技术规程》JGJ 297的规定。

5．2．2  金属消能器需要采用精加工制作成型，在加工过程中如果出现明显缺陷或机械损伤，将会导致消能器出现应力集中，使消能器的疲劳性能大大降低，不利于消能器发挥良好的耗能效果。

5．2．4  金属消能器力学参数可由试验滞回曲线按图12确定。

      双线性模型的力学参数按以下方法确定：

    1  以最大位移分5级加载，可以等分，也可以不等分。第一级为屈服位移的1．5倍左右，每级各加载3圈。

    2  初始刚度可以取初始加载直线斜率，也可以取第一滞回圈的卸载刚度的平均值。

    3  屈服后刚度或称第2刚度取各滞回曲线第2圈顶点连成的直线的斜率。第2刚度与初始刚度之比为屈服刚度比。

    4  初始刚度直线与第2刚度直线的交点为屈服点，屈服点的力为屈服承载力，位移为屈服位移。

    本规程中的屈曲约束支撑为金属消能器的一种，其检测要求应符合现行行业标准《建筑消能减震技术规程》JGJ 297和《建筑消能阻尼器》JG／T 209的规定。设计人员可增加要求其符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的相关规定，即：依次在1／300、1／200、1／150、1／100支撑长度拉伸和压缩往复各3次变形，试验得到的滞回曲线应稳定、饱满。

5．2．5  工程中使用金属消能器应满足设计要求，这几个参数是金属消能器的关键参数，应进行检测。

5．3  摩擦消能器

5．3．1、5．3．2  摩擦消能器一般由钢元件、摩擦片和预压螺栓等组成，地震时，由摩擦片与钢元件之间产生摩擦，消耗能量。摩擦消能器自身刚度大，起滑位移小，滑动位移不受限制，可以满足各水准地震作用下提供附加阻尼的需求。

    摩擦消能器设计制造时应消除螺栓预压力长期作用下产生的螺杆的应力松弛。同时应避免钢元件与摩擦片之间的冷粘结或冷凝固，确保摩擦消能器随时间具有稳定的性能。

    试验表明，摩擦消能器重复多次试验后仍具有稳定不变的性能，因此试验后的摩擦消能器能够继续使用。

5．3．3  摩擦消能器试验检测应符合下列规定：

    1  按设计位移循环加载30周；

    2  开始加载到滑动时最大力为起滑摩擦力；

    3  以滞回曲线第2圈起位移0点处的摩擦力为滑动摩擦力；

    4  初始刚度可以取初始加载直线斜率，也可以取滞回曲线第2圈的卸载刚度；

    5  极限位移按本规程第5．1．5条取值；

    6  滞回曲线面积理论值按平行四边形的面积计算，斜边取摩擦消能器的初始刚度。

5．3．4  工程中使用摩擦消能器应满足设计要求，这几个参数是摩擦消能器的关键参数，应进行检测。

5．4  黏滞消能器

5．4．1、5．4．2  对结构而言，黏滞消能器最大的好处是不改变结构的自振频率，附加阻尼可以有效降低地震作用力。黏滞消能器主要有两种，一种是筒状的，由缸体、活塞、黏滞材料等部分组成；另一种是黏滞阻尼墙，由钢槽、T形板、黏滞材料等组成，T形板插入钢槽，T形板与钢槽之间注入黏滞材料，T形板水平运动，使黏滞材料产生阻尼力，消耗能量。

5．4．3  黏滞消能器的力学性能检测也可按下列规定进行：

    1  黏滞消能器力学性能加载方法：对消能器分别施加频率为f1，输入速度幅值为0．1v、0．2v、0．5v、，0．7v、1．0v，连续加载4个循环，绘制阻尼力-位移滞回曲线，v为设计速度；

    2  计算第3个循环所对应的最大阻尼力和最小阻尼力，取两者绝对值和的平均值，作为对应速度的阻尼力；

    3  绘制阻尼力-速度曲线，要求各速度下的阻尼力实测值满足设计值的±15％；

    4  疲劳试验宜连续循环加载30周，当设计位移过大时可间隔加载，间隔时间不应大于10min。

    本规程不再要求阻尼系数和阻尼指数的实测值满足规范的要求，原因是这两个数是根据各速度下的阻尼力实测值拟合生成的曲线获得的，曲线拟合方法不同，数值要求不同，数值也就不同，不能满足数据唯一性的要求。

    受检测设备的加载能力的限制，消能器设计位移或设计速度过大时，不能一次性完成30圈的加载试验，这时可以采用分段加载的方法，尽可能缩短间隔时间，保持消能器的试验状态基本不变。

5．4．4  工程中使用黏滞消能器应满足设计要求，这几个参数是黏滞消能器的关键参数，应进行检测。

5．5  黏弹性消能器

5．5．1、5．5．2  黏弹性消能器是由黏弹性材料和钢板或圆(方形或矩形)钢筒等组成，利用黏弹性材料产生的剪切滞回变形来耗散能量的减震装置。其力学性能受黏弹性材料及加载频率的影响较大，对温度也比较敏感。

5．5．3  黏滞消能器的力学性能检测中温度相关性的检测至关重要，应符合现行行业标准《建筑消能减震技术规程》JGJ 297中的相关规定：黏弹性消能器在-20℃～40℃下，在1．0f1测试频率下，输入消能器设计位移，每隔10℃记录消能器最大阻尼力的实测值，偏差应为设计值的±20％。

5．5．4  工程中使用黏弹性消能器应满足设计要求，这几个参数是黏弹性消能器的关键参数，应进行检测。

6  钢筋混凝土结构

6．1  一般规定

6．1．1  本条明确了本章的适用范围：后续使用年限为30年的混凝土结构，结构形式多为现浇及装配式框架结构，包括填充墙框架；后续设计使用年限为40年及以上的建筑，大多建于20世纪90年代以后，结构形式多为现浇钢筋混凝土框架、框架-抗震墙、抗震墙结构、框架-核心筒体及筒体结构。

    多层和高层钢筋混凝土房屋可采用消能减震技术，具体可根据所列情况选用位移相关型消能器(含屈曲约束支撑，以下同)、速度相关型消能器等。

    1  房屋刚度不足、明显不均匀或有明显扭转效应时，可采用位移相关型消能器加固。

    2  结构构件的承载力不足或抗震构造措施不满足要求且房屋刚度足够时，框架结构可增设速度相关型消能器加固。其他类型的结构可采用位移相关型消能器或速度相关型消能器。

    3  刚度和承载力均不满足时，可采用位移型消能器加固。

    4  单跨框架，宜设置屈曲约束支撑加固，并在必要时加强楼盖和屋盖的整体性。

6．1．2  采用消能减震技术加固的C类建筑的适用高度，按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011对现浇钢筋混凝土房屋(非消能减震房屋)的适用高度或本规程表6．1．2采用；被加固的钢筋混凝土框架超过表中框架适用高度时，可采用屈曲约束支撑加固，框架结构的适用高度可按本规程附录A采用，并按附录A要求设计。板柱-屈曲约束支撑结构的适用高度参见相关规程或按本规程表6．1．2取值。

    后续使用年限为30年的A类钢筋混凝土房屋以框架结构为主，建筑抗震鉴定标准规定总层数不超过10层，高度在35m～45m，考虑消能减震可大幅提高房屋的抗震能力，因此可提高其适用高度，其他类型的混凝土结构按照B类房屋取用。

    《建筑抗震鉴定标准》GB 50023规定了四种B类钢筋混凝土房屋的适用高度：框架结构、框架-抗震墙结构、抗震墙结构和框支抗震墙结构，其中框架结构的适用高度与《建筑抗震设计规范》GBJ-89相同，略高于现行抗震设计规范。本规程根据现行抗震规范增加了框架-核心筒结构和板柱抗震墙结构的适用高度。根据板柱-屈曲支撑结构的研究成果，增加了板柱-屈曲约束支撑结构体系的适用高度。

6．1．3  本条引用建筑抗震鉴定标准，并补充了框架-核心筒结构、板柱-抗震墙结构和板柱-屈曲约束支撑结构的抗震等级。

6．1．4  采用消能减震加固可以提高房屋的整体抗震能力，解决大部分结构构件的加固问题(大多数构件不再需要加固)，但仍可能有个别构件需要加固，这时，可按现行行业标准《建筑抗震加固技术规程》JGJ 116的规定对构件进行加固，加固时应防止因加固不当而形成楼层刚度、承载力分布不均匀或形成短柱、短梁、强梁弱柱等新的薄弱环节。

6．2  计算要点

6．2．1、6．2．2  各类结构按调整系数调整后的构件强度如不能满足设计要求，可按实配钢筋进行强剪弱弯、强柱弱梁和强节点弱构件的验算，满足要求即可。

6．3  钢筋混凝土结构基本构造措施

6．3．1  A类钢筋混凝土房屋的构造措施未按抗震等级分类，现行国家标准《建筑抗震鉴定标准》GB 50023中给出的是最低标准。6度和7度I、Ⅱ类场地时，框架结构纵向钢筋和箍筋符合非抗震设计的要求，设计时可按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010相关规定进行。6、7度乙类建筑，7度Ⅲ、Ⅳ类场地的建筑和8、9度时的建筑可按现行国家标准《建筑抗震鉴定标准》GB 50023相关规定进行设计。

6．3．2、6．3．3  本条规定了既有钢筋混凝土房屋的抗震构造措施，A、B类房屋应满足现行国家标准《建筑抗震鉴定标准》GB 50023的要求，C类房屋应满足现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011对新建房屋的相关要求。

    如无法满足本条要求时，可按本规程第4．4．3条进行计算调整。

6．3．4  震害表明抗震墙为“一”字形墙时，端部宜发生混凝土压碎、钢筋压屈的弯曲破坏模式，抗震墙应设置构造边缘构件或约束边缘构件。但如果抗震墙端部有翼墙，并足够宽时，墙端混凝土很难出现压碎破坏，边缘构件中的钢筋也就不会压屈，此时可适当降低抗震墙边缘构件或约束边缘构件的抗震构造措施，但不应低于6度的抗震等级。

6．3．5  震害和双肢抗震墙试验表明，抗震墙中开洞时，由于连梁作用，洞口两边的墙体出现混凝土压碎和钢筋压屈的情况较轻，故可适当降低抗震墙开洞两侧抗震墙边缘构件或约束边缘构件的抗震构造措施，降低程度与连梁强度设计相关，连梁越强，降得越多，降低不宜超过一级，且不低于6度的抗震等级。

6．3．6  本条款采用基于位移的抗震设计方法确定结构的抗震措施。罕遇地震下结构的不同变形，对应着不同的破坏程度，采取的抗震措施也就不同。采用弹塑性计算罕遇地震下结构的变形时，结构构件强度应与结构变形相协调。

    结构的抗震措施要求分别按现行国家标准《建筑抗震鉴定标准》GB 50023和《建筑抗震设计规范》GB 50011采用。

    按罕遇地震下的结构变形确定抗震措施时，框架结构多遇地震作用下消能部件承担所在楼层剪力不应低于相应楼层剪力的30％，其他结构消能部件的附加阻尼比不宜小于5％。

    考虑到弹塑性楼层层间位移角是确定结构抗震措施的关键参数，弹塑性计算需采用两个或两个以上不同的计算软件，计算结果经分析合理后，方可用于抗震构造措施的确定。

6．3．7、6．3．8  通过量化的抗震构造措施实现钢筋混凝土梁、柱和抗震墙的变形能力是钢筋混凝土结构基于位移的抗震加固设计的关键。清华大学研究人员通过建立与轴压比相关的RC柱屈服位移角计算式，推导出与配箍特征值、剪跨比和轴压比相关的RC柱极限位移角的计算式；建立与受拉钢筋屈服强度和剪跨比相关的混凝土剪力墙屈服位移角计算式，推导出与配箍特征值、剪跨比和相对受压区高度相关的混凝土剪力墙极限位移角的计算式。表中未给出的数值可以采用线性插值的方法获得。

    考虑到弹塑性楼层层间位移角是确定特征值的关键参数，弹塑性计算需采用两个不同的计算软件，计算结果经分析合理后，方可用于特征值的取用。

    基于罕遇地震位移的配箍特征值取值时，框架结构多遇地震作用下消能部件承担所在楼层剪力不应低于相应楼层剪力的30％，其他结构消能部件的附加阻尼比不宜小于5％。

6．4  钢筋混凝土消能子结构加固方法

6．4．1～6．4．3  针对消能子结构中构件承载力不足时，建议采取的加固方法。

6．4．4  消能子结构混凝土柱和抗震墙构造箍筋配筋不满足要求时，可采用基于位移的配筋方法，根据罕遇地震下子结构弹塑性变形，按本规程第6．3．7条和第6．3．8条进行箍筋配筋。

6．4．5  采用钢构套加固框架结构时，当结构刚度和重力荷载代表值变化在规定的范围内时，可直接将抗震鉴定结果中计算的配筋的差距，按梁、柱加固用钢材强度折减0．85后换算为所需的钢材截面面积。

6．4．6  承载力计算时，新增钢筋、混凝土的强度折减系数不宜大于0．85；当新增混凝土强度等级比原框架构件高一个等级时，可直接按原强度等级计算而不再计算入混凝土强度的折减系数。

6．4．7  粘贴钢板加固时，宜采用专用胀栓加强结构的连接，梁柱端部采用粘贴钢板加固时，宜采用封闭钢板箍，钢板箍净间距不宜大于250mm。粘贴钢板承载力计算时，新增钢筋板部分的承载力的抗震承载力调整系数取1．0，钢板强度折减系数不大于0．85。

6．4．8  碳纤维材料强度高，但延性差，适合混凝土构件的抗剪加固，可作为“箍筋”使用。试验表明，封闭满贴时，能大大提高柱的延性。

    抗剪承载力计算时，新增碳纤维部分的承载力的抗震承载力调整系数取1．0，碳纤维强度折减系数不大于0．85。

7  钢结构

7．1  一般规定

7．1．1  《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ 99-2015和《建筑抗震设计规范》GB 50011-2010对钢结构的抗震设计作出规定，本规程对A、B类钢结构房屋的消能减震加固以这两本规范为基础编制。

7．1．2  适用最大高度值参照了《建筑抗震设计规范》GB 50011-2010、行业标准《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ 99-2015有关结构高度的相关规定。C类钢结构房屋中没有的结构类型可按本条款的A、B类钢结构房屋适用高度取值。

7．1．3  屈曲约束支撑、金属消能器和摩擦型消能器均为位移相关型消能器，具有静力刚度，容易达到增加和均匀结构层间刚度的效果。当仅需要适当增加结构阻尼比时，选择速度型消能器容易达到减震目的。

7．1．4  屈曲约束支撑宜采用V形、人字形等中心支撑形式或单斜撑，不得设计为K形或X形。K形布置时，会在框架柱中部交点处给柱带来侧向集中力的不利作用，而X形布置时因为防屈曲支撑构造要求，难于实现。

7．1．5  本条是对楼面平面内无限刚性的要求，因为采用消能减震加固的主要技术措施是在部分柱间设置层间消能支撑，楼层地震惯性力是靠楼板传递至消能支撑，如果楼面不满足无限刚性要求，则会削弱减震效果。

7．1．6  尽可能延后偏心支撑结构中耗能梁的屈服。

7．2  计算要点

7．2．1  本条参照《建筑抗震设计规范》GB 50011-2010规定钢结构的阻尼比，不包含消能器提供的附加阻尼。

7．2．2  本条遵照《建筑抗震鉴定标准》GB 50023-2009第1．0．4条、第1．0．5条规定。

7．2．3  本条遵照现行行业标准《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ 99规定，是为了保证强连接弱构件原则的实现。

7．3  构造要求

Ⅰ  C类建筑

7．3．1  按《建筑抗震鉴定标准》GB 50023-2009第1．0．4条、第1．0．5条规定，C类建筑的抗震构造要求应符合《建筑抗震设计规范》GB 50011-2010的相关规定。

Ⅱ  A、B类建筑

7．3．2～7．3．9  依据《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ 99-2015的要求，对A、B类钢结构房屋的构造措施作出规定。

    中心支撑长细比不得大于120的要求，在《建筑抗震设计规范》GB 50011-2010的第8．4．1条中是强制性条文，本规程根据设防烈度情况进行了细化。偏心支撑的耗能段耐疲劳特性不应低于消能器要求，加焊贴板将会增加焊接应力，使得材性变脆；腹板开洞将导致洞口边缘应力集中。

8  消能部件连接构造与设计

8．1  一般规定

8．1．1  消能部件与主体结构的连接，根据消能器的不同可采用不同的连接形式。

8．1．2  通常采用消能减震加固后的建筑能够实现“大震不倒”的性能目标，要满足楼层变形的要求，消能器也需有足够的变形。《建筑抗震设计规范》GB 50011-2010规定了消能器的极限变形不应小于罕遇地震下消能器位移的1．2倍。对黏滞型消能器还有极限速度的要求，为罕遇地震下消能器最大速度的1．2倍。消能器极限位移和极限速度下对应相应的极限阻尼力。

8．1．3  消能器可以采用法兰、焊接、销轴或高强螺栓等连接方式，当阻尼力较大时，宜采用刚接。

8．2  支撑、墙墩设计

8．2．1  现有计算分析中对屈曲约束支撑多按等效处理，并未区分消能器段和连接节点段，因此消能器的计算长度通常取框架轴线全长。屈曲约束支撑设计时，消能段实际长度在有条件情况下宜尽量做长，连接节点部分宜尽量做短，一般情况消能段长度不宜小于轴线长度的60％。消能器产品选型时消能器与连接节点部分串联刚度应与模型中计算刚度保持一致。

8．2．2  支撑、墙墩可根据使用需求采用钢筋混凝土构件或钢构件，相关材质和构造要求应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010、《钢结构设计标准》GB 50017等的相关规定。

8．3  节点设计

8．3．1  后锚固板的锚固筋长度无法满足本规范要求时可采用焊接端板、机械锚固等有效的锚固方法处理，具体做法可按照《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ 145-2013执行。

8．3．3  节点混凝土梁柱外包式加固与连接参见图13。

    连接消能部件的锚板、锚栓、节点板、连接件等连接构造在消能部件设计承载力范围内应处于正常工作状态，不应出现平面外失稳、局部屈曲、开焊、滑脱、滑移或拔出等破坏。

    连接消能器部件的构造措施应符合国家现行标准《混凝土结构设计规范》GB 50010、《钢结构设计标准》GB 50017、《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ 145等的有关规定。

8．3．4  钢框嵌套可参照《建筑结构消能减震设计图集》，常用加固方式如图14所示，附加框架连接时，应符合下列规定：

    1  嵌套钢框宜采用现浇混凝土框与混凝土结构连接。

    2  现浇混凝土框与现有建筑可采用后锚固抗剪键连接，现有混凝土结构的构件表面应凿毛。

    3  后锚固抗剪键可采用后锚固扩底型机械锚栓、特殊倒锥形化学锚栓连接或后锚固锚栓＋钢筋混凝土抗剪键。

8．3．5  附加混凝土框架连接方式如图15所示，附加钢框架连接方式如图16所示。

9  施工、验收和维护

9．1  施工

9．1．1、9．1．2  消能部件由消能器和支撑或连接消能器的构件组成。按照现行国家标准《建筑工程施工质量验收统一标准》GB 50300对分部、分项工程的划分原则，将消能部件工程划分为结构加固分部工程的一个子分部工程进行施工质量验收。

    消能部件子分部工程可按不同施工阶段划分相应的分项工程，其中消能部件原材料和成品的进场验收，是指进入消能部件各分项工程实施现场的主要原材料、标准件、成品件或其他特殊定制成品(如消能器等)的进场验收。

    消能部件中附加钢结构的制作，可划分为钢零件及钢组件的加工、钢构件组装、组装的焊接连接、紧固件连接、钢构件预拼装、钢构件防腐涂料涂装等六个分项工程。

    消能部件安装维护，可划分为消能部件安装、安装和焊接连接、紧固件连接、消能部件防腐防火涂料涂装等四个分项工程。

    各阶段的施工作业，应根据具体工程设计情况确定其所含的分项工程。

    检验批是分项工程施工质量管理和验收的基本单元，可根据与施工方式一致且便于质量控制的原则划分。消能部件分项工程的检验批，可按主体结构检验批的划分方法确定，例如按楼层、施工流水段、变形缝等划分。

9．1．3  消能器进场验收时应提供产品合格证或产品自检合格报告；监理(建设单位)对消能器的检验内容为：消能器的规格型号、性能参数、制作偏差、外观、包装，以及针对本项工程的具有检测资质的(至少包括CMA检测资质)第三方产品抽检报告。

9．1．4  消能器进场后应由设计单位、施工单位、监理(建设单位)共同确认并委托具有相应资质及检验能力的第三方机构进行抽样检验。

    消能器制作是一项专门技术，其采用的材料除钢材、焊接材料和紧固件外，还有油、橡胶及其他黏滞材料，以及摩擦材料、矿质材料、涂料等。因此，产品在进场时各类材料以及消能器成品应具有质量合格证，并注明成品的规格型号、性能参数、制作偏差等，应符合现行行业标准《建筑消能阻尼器》JG／T 209及设计文件的规定。

9．3  维护

    为保证消能部件在地震作用下能正常发挥预定功能，确保建筑结构的安全，并为以后工程应用和标准修订积累经验，业主或房产管理部门应在建筑结构使用过程中进行维护管理。

    定期检查是由物业部门对消能部件本身及其与建筑物连接的状况进行的正常检查，其目的是力求尽早发现可能的异常以避免消能部件不能正常使用。

    消能器达到使用年限后应进行抽样检验，抽样率不小于3％，当检验结果不合格时，应加大一倍数量进行检验，如检验结果仍不合格时，应进行全数检验，并对不合格的消能器进行更换。

9．4  灾后检验

    当遭遇多遇地震时，结构变形较小，消能器位移也不大，通常不需要进行特别关注，只需增加一次常规检查即可。结构遭遇设防地震和罕遇地震后，消能器会发生较大变形，检查时应对消能器、支撑和连接节点进行认真检查。罕遇地震后还应对消能器进行抽检，检验内容由设计单位确定。

    强风指当地50年一遇的风荷载。