传统抗震加固方法有增设抗震墙、增大截面、外加预应力和粘贴钢板等，加固本质为通过增强结构抗侧能力、延性及整体性能“硬抗”地震输入给结构的能量。但传统加固方法存在缺点，如施工时对原结构及周边环境不利，使施工周期增加，给原结构带来附加损伤等。消能减震加固法通过在结构某些部位设置耗能器或耗能构件，耗散部分或绝大部分地震输入能量，减小结构的地震反应，提高减震结构的抗震能力 ^[1]。

　　 自神户地震后日本出现一批采用钢耗能器、黏弹性耗能器等抗震加固建筑，随后中国、美国等加固工程中逐渐采用消能减震技术。朱德胜等 ^[2]以某框剪结构商务楼改建医院工程为例，对原结构由于抗震性能不足而采用的黏滞阻尼器减震加固技术进行研究，结果表明阻尼器提供2.5%的附加阻尼比，减震结构抗震安全性能得到提高;林新梅 ^[3]对海南某框剪结构教学楼在采用和不采用黏滞阻尼器时进行加固分析，结果表明阻尼器提供3%的附加阻尼比，减震结构加固效果更明显;郑杰等 ^[4]对新疆某框剪结构商务楼采用黏滞阻尼器进行抗震加固，阻尼器提供3.5%的附加阻尼比，明显提高结构抗震性能。黏滞阻尼器应用于医院、教学楼和商务楼等既有建筑时，小震作用下能提供附加阻尼比，消耗地震能量，保证主体结构抗震安全。

　　 地处新疆的某宿舍楼于2012年建造，为1栋地下1层、地上5层的混凝土框架剪力墙结构，建筑面积约7 500m²。房屋平面呈矩形，南北向总长50.6m，东西向总宽24.3m，室内外高差1.2m。主要屋面高度为20.16m，各层层高分别为3.6 (地下1层) ，4.8 (地上1层) ，4.2 (地上2层) ，3.6m (地上3～5层) 。300mm厚外墙由MU7.5加气混凝土砌块、砂浆结合层、60mm厚EPS保温板、涂料面层或石材面层构成，200mm厚内墙由MU7.5加气混凝土砌块、砂浆结合层、30mm厚胶粉聚苯保温层、涂料面层构成。

　　 房屋主体结构按使用年限50年进行设计，结构安全等级为二级，抗震设防烈度为8度，设计基本地震加速度0.3g，设计地震分组为第三组。抗震设防类别为丙类，钢筋混凝土框架和剪力墙抗震等级为二级，建筑场地类别为Ⅱ类，地基基础设计等级为乙级，基本风压0.55kN/m²，地面粗糙度为B类，混凝土强度设计等级为C35 (地下室梁板、标高4.800m以下墙、柱) ，C30 (标高4.800m及以上梁、板及标高4.800m以上墙、柱) ，受力主筋、分布筋及箍筋均采用HRB400。

　　 采用筏板基础，筏板厚800mm，双层双向配筋。剪力墙厚300mm，内外侧双向配筋。框架柱截面尺寸多为400mm×400mm, 600mm×600mm, 800mm×800mm，主筋多采用ф22，ф25，ф28，箍筋为矩形复合箍，ф10@100或ф10@100 (加密区) /200 (非加密区) 。框架梁截面尺寸多为250mm×700mm, 250mm×700mm, 300mm×800mm，主筋多采用ф18，ф20，ф22，ф25，箍筋为矩形双肢箍，ф8@100 (加密区) /200 (非加密区) ，ф8@100 (全加密) ，ф10@100 (全加密) ，ф10@100 (加密区) /150 (非加密区) 。1层现浇板厚120mm, 2层至屋面现浇板厚110mm，双层双向配筋。典型楼层结构平面如图1所示。

　　 对宿舍楼进行现场检测，调查现有结构承载能力及损伤情况，分析房屋结构抗震安全状况。

　　 依据竣工图纸，现场对建筑结构布置进行复核，结果表明现有建筑平面布置、结构平面布置与设计基本相符。

　　 依据竣工图纸，现场对承重构件截面尺寸和配筋进行抽样检测，结果表明梁、柱、墙、板截面尺寸与设计相符，梁柱钢筋规格与设计相符，墙分布筋和现浇板钢筋规格、间距与设计基本相符，构件混凝土保护层厚度基本满足设计要求。

　　 依据竣工图纸，采用回弹法对梁、柱、墙混凝土强度进行抽样检测，结果表明混凝土表面平整，未见明显的孔洞、蜂窝、麻面等施工缺陷;标高4.800m以下梁、柱、墙混凝土强度推定值为58.1MPa，达到设计要求;标高4.800m梁及以上梁、柱、墙混凝土强度推定值为41.0MPa，达到设计要求。

　　 经现场调查，房屋承重梁、柱、墙构件未见明显裂缝，结构损伤主要表现为: (1) 各层门窗洞口角部填充墙竖缝、斜裂缝较多; (2) 内部纵向填充墙和2层以上内部横向填充墙斜裂缝较多; (3) 填充墙与混凝土梁、混凝土柱或混凝土墙接缝较多; (4) 西侧个别屋面板底部存在裂缝及渗迹; (5) 东侧屋面面层普遍出现龟裂。

　　 采用经纬仪测量房屋各角点棱线倾斜率，由测量结果可知，东西向角点倾斜率为0.13‰～1.01‰，南北向角点倾斜率为0.13‰～1.55‰，各向无一致性倾斜规律且倾斜率不大。

　　 现有损伤主要表现为填充墙存在裂缝、个别屋面板板角存在斜裂缝及渗漏。填充墙裂缝主要由材料收缩和温度应力引起，与加气混凝土砌块干缩、门窗消防栓洞口应力集中、防裂构造不到位等因素也有一定关系。个别屋面板板角斜裂缝主要由现浇板收缩和温差变形后受混凝土墙、梁约束产生。屋面出现多处龟裂，外界雨水渗入引发渗漏。

　　 对主体结构构件进行正常使用条件下的承载力验算，结果表明承重构件整体满足使用安全的要求。现有损伤不影响主体结构安全，但影响结构使用功能，应采取适当措施进行维修。

　　 根据GB 50023—2009《建筑抗震鉴定标准》 ^[5]对宿舍楼主体结构进行抗震鉴定，按后续使用年限50年的C类建筑进行鉴定。

　　 结构主体为框架剪力墙体系，平面布置规则、上下均匀，构件截面尺寸、材料强度及钢筋配置等抗震构造措施满足规范要求，但纵向剪力墙布置较弱。

　　 依据设计资料、实测结果和现行规范标准 ^[6,7,8,9]进行抗震验算，采用PKPM软件SATWE结构分析模块进行计算，计算时考虑恒载、活载、风荷载及地震作用组合。鉴于实测混凝土强度大于原设计强度，验算时将混凝土强度提高一个等级，结构计算模型如图2所示。

　　 经仔细核对原设计计算书，发现计算时采用8度设防，但基本地震加速度值误用0.2g，而非0.3g，故原结构抗震安全存在隐患，应进行抗震安全复核。

　　 1) 结构抗震变形偶然偏心影响下，层间位移与楼层平均位移比最大值分别为1.02 (x向) ，1.14 (y向) ，均小于限值1.5。地震作用下层间位移角最大值分别为1/610 (x向) ，1/1 181 (y向) ，x向最大层间位移角大于规范1/800的要求。

　　 2) 承重构件柱、梁和墙承载力地震作用下框架柱配筋基本满足承载力要求，2层及以下部分纵向剪力墙配筋不满足承载力要求，少量框架梁配筋不满足承载力要求。

　　 3) 地基承载力竖向导荷标准值为145 878.0kN (含底板使用荷载和底板自重等) ，板底平均压应力为123.0kPa，地基承载力特征值为205.0kPa，地基承载力满足要求。筏板抗冲切、抗弯承载力验算结果满足规范要求。

　　 按C类建筑鉴定，8度小震作用下主体结构纵向刚度不足且部分剪力墙和框架梁承载力不足，考虑该建筑已投入使用，建议采取增设耗能装置的方式进行抗震加固。

　　 经试算分析，在纵向?轴、?轴的～ (3) 轴和 (4) ～轴布设人字形黏滞阻尼器，每层布设4个，1～3层阻尼器阻尼系数为900kN·mm/s、阻尼指数为0.25, 4～5层阻尼器阻尼系数为800kN·m/s、阻尼指数为0.25。

　　 经反应谱法试算，减震结构总应变能为140.6kN·m、阻尼器总耗能为127.8kN·m，黏滞阻尼器提供附加有效阻尼比为7%。

　　 小震作用下，原结构和减震结构层间剪力、层间位移角如表1所示，由表1可知，加固后各层层间剪力和层间位移角均减小，减震率分别为25.8%～28.2%，26.1%～28.3%，减震效果明显。

　　 经验算，减震结构的框架柱、剪力墙和框架梁承载力均满足规范要求。

　　 针对纵向刚度薄弱、部分剪力墙和框架梁抗震承载力不足的问题，采取在?/ (3) ～ (4) 轴、?/ (3) ～ (4) 轴等位置增设剪力墙进行抗震加固分析。结果表明，增加剪力墙后使结构整体抗侧刚度增大，层间位移角满足规范要求;新增剪力墙吸收部分地震能量，使原结构刚度不足的剪力墙和框架梁承载力基本满足验算要求，局部剪力墙基础冲切承载力略有不足 (约<5%) 。

　　 对比黏滞阻尼器技术，传统增设剪力墙的方案存在以下缺点: (1) 新增剪力墙为湿作业，影响原结构的正常使用，且施工工期较长; (2) 新增剪力墙破坏原建筑外立面，相邻区域装饰需重新恢复，增加工程费用; (3) 新增剪力墙产生的直接费用较黏滞阻尼器技术方案增加约25.6%。

　　 1) 经现场检测与鉴定，宿舍楼现有裂缝表现为填充墙裂缝，属于非结构性裂缝，主要由于材料收缩、温度应力、洞口削弱及防裂构造不足等因素引起，不影响结构使用安全，但因设计失误 (参数取值问题) 导致原结构抗震性能 (如层间位移角、构件承载力) 不足。

　　 2) 采用黏滞阻尼器技术对宿舍楼结构进行减震加固，阻尼器提供7%的附加阻尼比，结构层间位移角和基底剪力明显减小，构件抗震承载力满足要求，减震结构抗震性能得到明显提高。

　　 3) 增设剪力墙进行抗震加固后结构总地震作用增加，局部剪力墙基础承载力略有不足，施工对房屋使用功能和外立面影响较大。消能减震技术通过耗能吸震减小主体结构的地震作用，对结构扰动小，直接费用低，可使综合经济效益最优。

　　 4) 通过增设黏滞阻尼器减小原结构的地震作用，避免对原结构进行大面积抗震加固，间接提高结构抗震性能。