黃彬輝， 李元齊， 羅盡華

(1 同濟(jì)大學(xué)土木工程學(xué)院， 上海 200092； 2 上海浦東建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司， 上海 201204)

1 工程概況

該項(xiàng)目位于上海市長寧區(qū)，是一幢6層裙房與31層塔樓連為一體的超高層加固改造工程[1]。既有建筑于1993年按照89系列規(guī)范[2-4]設(shè)計(jì)，于1997年竣工，建筑面積61 756m2(其中地下9 419.2m2，地上52 336.8m2)，原建筑使用功能主要為商業(yè)和辦公。各層層高：地下2層3.7m，地下1層4.0m，地上1～3層4.8m，4，5層4.5m，6層5.7m(裙房4.5m)，7～14層3.3m，技術(shù)夾層(15層)2.2m,16～30層3.3m，31層3.6m，設(shè)備層6m，機(jī)房層4.5m。室內(nèi)外高差0.60m，主屋面結(jié)構(gòu)高度為111.40m。既有建筑結(jié)構(gòu)采用現(xiàn)澆混凝土框架-核心筒結(jié)構(gòu)體系，樓(屋)面采用現(xiàn)澆混凝土梁板式結(jié)構(gòu)。既有建筑基礎(chǔ)采用樁-筏基礎(chǔ)，樁型為φ850(裙房處樁型φ650)的混凝土灌注樁，樁長59m(裙房處樁長30m)，筏板厚度2 400mm(裙房處筏板厚度1 700mm)，樁端持力層為⑨1灰色粉砂層(裙房處為⑧1灰色粉質(zhì)黏土層)。根據(jù)現(xiàn)有建筑功能要求，改造后的總建筑面積、層高、結(jié)構(gòu)總高度和基礎(chǔ)形式不變，主要改造內(nèi)容為：1)裙房局部1～3層需拆除3排框架柱(共5根)及其相連的2～3層部分梁板，局部增設(shè)1根混凝土框架柱，從而在4層形成轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)；2)裙房局部混凝土框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行拆除，1～6層結(jié)構(gòu)抗扭剛度降低，設(shè)計(jì)中，在地下1層～地上6層局部增設(shè)屈曲約束支撐；3)裙房局部因增設(shè)樓(電)梯而開洞；4)1～6層的建筑平面布局和外立面改造。結(jié)構(gòu)改造前后主要平面布置見圖1，場地在抗震設(shè)防烈度7度下無液化。

圖1 結(jié)構(gòu)改造前后3層平面布置圖

該項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)安全等級(jí)為二級(jí)，地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)為甲級(jí)，后續(xù)使用年限為40年(B類)[5]，室內(nèi)混凝土潮濕環(huán)境為二a類，基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)露天部分混凝土環(huán)境為二b類，室內(nèi)混凝土干燥環(huán)境為一類。該工程抗震設(shè)防烈度為7度(0.10g)，設(shè)計(jì)地震分組為第二組，場地類別為Ⅳ類，場地特征周期為0.9s(罕遇地震的場地特征周期為1.1 s)。結(jié)構(gòu)改造設(shè)計(jì)按照規(guī)范要求，抗震設(shè)防分類：1～6層為重點(diǎn)設(shè)防(乙類)，6層以上為標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類(丙類)；抗震等級(jí)為：塔樓與裙房及相關(guān)范圍的地下1層框架結(jié)構(gòu)和剪力墻、裙房混凝土框架結(jié)構(gòu)(包括塔樓與裙房相連的框架)、裙房剪力墻和塔樓底部加強(qiáng)區(qū)剪力墻由改造前的二級(jí)變?yōu)橐患?jí)(轉(zhuǎn)換柱為特一級(jí))；塔樓與裙房及相關(guān)范圍的地下2層框架結(jié)構(gòu)和剪力墻由改造前的三級(jí)變?yōu)槎?jí)；其余部位改造前后抗震等級(jí)不變，即塔樓和裙房相關(guān)范圍以外的地下1層框架結(jié)構(gòu)和剪力墻、塔樓6層以上框架和非底部加強(qiáng)區(qū)剪力墻為二級(jí)；塔樓和裙房相關(guān)范圍以外的地下2層框架結(jié)構(gòu)和剪力墻為三級(jí)。風(fēng)荷載的重現(xiàn)期為100年，設(shè)計(jì)基本風(fēng)壓為0.60kN/m2,地面粗糙度類別為B類，基本雪壓為0.20kN/m2。

2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

該項(xiàng)目地下室共2層，地下室底板埋深為6.80m，相當(dāng)于約為建筑總高的1/18，滿足《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ 3—2010)[6](簡稱高規(guī))對(duì)樁基的1/18埋深處的要求。根據(jù)既有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及試樁報(bào)告，單樁設(shè)計(jì)承載力為3 500kN(裙房處單樁設(shè)計(jì)承載力為1 500kN)，主樓底板向裙房延伸一跨。改造前后結(jié)構(gòu)的恒載(改造前為88 271 000kN，改造后為88 480 000kN)與活載(不考慮折減，改造前為17 825 000kN，改造后為17 396 000kN)總和基本不變，基礎(chǔ)的承載力變化不大，且經(jīng)YJK軟件計(jì)算和復(fù)核后，基礎(chǔ)底板和單樁承載力(包括轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)框架柱下樁基)在不考慮地基承載力乘以系數(shù)1.2[7](已建成23年)的情況下，仍然滿足設(shè)計(jì)要求，因此，該項(xiàng)目基礎(chǔ)不考慮加固。

2.2 結(jié)構(gòu)布置

既有結(jié)構(gòu)的主要跨度為7.2m和9m，混凝土檢測(cè)強(qiáng)度等級(jí)分別為：C47(地下2層至地上9層)，C45(10～16層)，C40(17～24層)，C35(25層及以上)。既有混凝土核心筒結(jié)構(gòu)尺寸為15.2m×15.2m，外墻的厚度從下到上分別為400mm(地下2層至地上25層)，350mm(26層至主屋面)和300mm(小塔樓)，內(nèi)墻厚度以250mm為主。裙房范圍混凝土框架柱的截面尺寸主要以800mm×800mm為主，塔樓部分混凝土框架柱尺寸為1 300mm×1 300mm，裙房以上部分按50mm層層收進(jìn)，頂部尺寸為850mm×850mm。裙房范圍混凝土框架梁尺寸為450mm×700mm，塔樓部分框架梁尺寸為450mm×700mm?；炷翗前宓湫秃穸葹?20mm。

為滿足建筑功能改造和相關(guān)規(guī)范(程)要求，地下室至地上6層部分框架柱截面加大，尺寸變化主要為：1 300mm×1 300mm擴(kuò)大成1 600mm×1 600mm，800mm×800mm擴(kuò)大成1 600mm×1 600mm，600mm×600mm擴(kuò)大成1 600mm×1 600mm等；塔樓平面西南角和裙房局部增設(shè)屈曲約束支撐(圖1(b))；拆除裙房2，3層梁板，在2～6層洞口增設(shè)樓板。

2.3 結(jié)構(gòu)整體計(jì)算分析

該項(xiàng)目整體結(jié)構(gòu)計(jì)算主要采用了YJK和ETABS軟件[8]，模型見圖2。選取的地震動(dòng)參數(shù)和抗震等級(jí)如第1節(jié)所述，結(jié)構(gòu)阻尼比為0.05，采用子空間迭代法分析特征值，計(jì)算振型數(shù)為15，多遇地震時(shí)程分析最大加速度為35cm/s2，地震影響系數(shù)為0.08，設(shè)防地震時(shí)程分析最大加速度為100cm/s2，地震影響系數(shù)為0.23，罕遇地震時(shí)程分析最大加速度為200cm/s2，地震影響系數(shù)為0.45[9]。多遇地震時(shí)程分析選用了上海市抗規(guī)中的2條人工波(SHW1和SHW2)和5條天然波(SHW3～SHW7)，罕遇地震時(shí)程分析選用了上海市抗規(guī)中的2條人工波(SHW8和SHW9)和5條天然波(SHW10～SHW14)。

圖2 結(jié)構(gòu)計(jì)算模型圖

按照《超限高層建筑工程抗震設(shè)防專項(xiàng)審查技術(shù)要點(diǎn)》(建質(zhì)〔2015〕67號(hào))要求及《上海市超限高層建筑抗震設(shè)防管理實(shí)施細(xì)則》(滬建管[2014]954號(hào))的要求，該項(xiàng)目主要超限內(nèi)容有扭轉(zhuǎn)不規(guī)則或偏心布置、樓板不連續(xù)、側(cè)向剛度不連續(xù)、豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)和塔樓偏置。針對(duì)上述情況，從整體結(jié)構(gòu)布置、計(jì)算分析、設(shè)計(jì)內(nèi)力調(diào)整和重要構(gòu)件的延性等方面采取措施，制定的項(xiàng)目的抗震性能目標(biāo)為C級(jí)，具體性能目標(biāo)見表1，確保改造工程結(jié)構(gòu)的安全性和可靠性。

抗震性能目標(biāo) 表1

經(jīng)計(jì)算，YJK計(jì)算的結(jié)構(gòu)的前3階周期分別為2.33，2.17，1.70s，ETABS計(jì)算的結(jié)構(gòu)的前3階周期分別為2.41，2.30，1.60s，質(zhì)量參與系數(shù)均大于90%，前兩階均為平動(dòng)，第3階為扭轉(zhuǎn)，第一扭轉(zhuǎn)周期與第一平動(dòng)周期的比值小于規(guī)范0.85的規(guī)定。多遇地震下基底地震剪力：YJK計(jì)算結(jié)果為26 203kN(X向)和24 600kN(Y向)，ETABS計(jì)算結(jié)果為24 587kN(X向)和23 750kN(Y向)。最大層間位移角：YJK計(jì)算結(jié)果為1/1 228(X向)和1/1 017(Y向)，ETABS計(jì)算結(jié)果為1/1 238(X向)和1/1 299(Y向)。YJK計(jì)算的扭轉(zhuǎn)位移比分別為1.4(X向，1～3層抽柱后，扭轉(zhuǎn)剛度降低，為1.71，故局部增設(shè)了屈曲約束支撐)和1.27(Y向)，且均在6層；YJK計(jì)算的規(guī)定水平力作用下的底層框架柱的傾覆力矩比分別為21.1%(X向)和26.3%(Y向)；剪重比和剛重比均滿足規(guī)范要求；多遇地震下時(shí)程分析得出，每條時(shí)程曲線計(jì)算所得結(jié)構(gòu)基底剪力大于振型分解反應(yīng)譜法計(jì)算結(jié)果的65%且不大于135%，多條時(shí)程曲線計(jì)算所得結(jié)構(gòu)基底剪力的平均值大于振型分解反應(yīng)譜法計(jì)算結(jié)果的80%且不大于120%。

根據(jù)YJK和ETABS計(jì)算結(jié)果，兩者計(jì)算結(jié)果接近，動(dòng)力特性基本吻合，說明計(jì)算程序合適，計(jì)算結(jié)果可靠。彈性時(shí)程分析結(jié)果表明，可以按照振型分解反應(yīng)譜法計(jì)算的地震作用結(jié)果設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)中按時(shí)程分析結(jié)果調(diào)整系數(shù)；設(shè)防地震作用下，墻肢的名義拉應(yīng)力與混凝土抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值之比基本小于2.0，個(gè)別墻肢為2.046，略大于2.0，墻肢受拉驗(yàn)算滿足要求，針對(duì)不足部分進(jìn)行加固。對(duì)多遇地震作用下指定為彈性板的裙房樓板進(jìn)行應(yīng)力分析，得到恒載、活載與多遇地震基本組合作用下的平均應(yīng)力，除個(gè)別洞口和轉(zhuǎn)角位置有應(yīng)力集中應(yīng)力外，其余(包括平均應(yīng)力)均小于混凝土抗拉強(qiáng)度，應(yīng)力較大區(qū)域采用加大截面或碳纖維加固。罕遇地震作用下動(dòng)力彈塑性時(shí)程分析結(jié)果表明，結(jié)構(gòu)的最大層間位移角平均值分別為1/198(X向、17層)、1/155(Y向、12層)，滿足1/100限值要求。核心筒墻體受壓下基本處于彈性狀態(tài)，無壓碎現(xiàn)象，核心筒內(nèi)鋼筋最大塑性應(yīng)變大于1倍的屈服應(yīng)變，且小于3倍的屈服應(yīng)變，屬于輕度破壞，其余墻體為輕微及以下破壞。裙房轉(zhuǎn)換桁架未進(jìn)入塑性，混凝土轉(zhuǎn)換柱未發(fā)生受壓損傷，鋼筋未進(jìn)入塑性，構(gòu)件性能良好，樓板整體塑性發(fā)展水平低，具有較好地承擔(dān)豎向荷載和傳遞水平地震的能力,滿足“大震不倒”的要求。

2.4 雙榀鋼-混凝土組合轉(zhuǎn)換桁架設(shè)計(jì)和計(jì)算分析

局部拆除既有結(jié)構(gòu)的混凝土框架柱，采用了雙榀鋼-混凝土組合桁架加固，轉(zhuǎn)換桁架總高度為3 310mm，上弦混凝土框架梁截面由既有的450mm×700mm擴(kuò)大至1 600mm×1 060mm(新增材料為C60無收縮灌漿料)，下弦由兩肢平行的Q390B型鋼H500×300×40×40組成，下弦之間由型鋼H200×200×20×20連接而成，腹桿主要采用Q390B型鋼H400×300×20×30和H300×300×20×30雙拼，見圖3。

圖3 雙榀鋼-混凝土桁架結(jié)構(gòu)布置圖

2.4.1 施工過程設(shè)計(jì)分析

該項(xiàng)目轉(zhuǎn)換桁架承載上部4層樓面的荷載，跨度為25.2m，對(duì)轉(zhuǎn)換桁架的安全性要求高。轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)除需滿足結(jié)構(gòu)豎向承載力要求外，還需將結(jié)構(gòu)撓度控制在合理范圍之內(nèi)。在YJK計(jì)算分析的基礎(chǔ)上，采用ETABS對(duì)整體結(jié)構(gòu)在不利情況下進(jìn)行分析，對(duì)轉(zhuǎn)換桁架進(jìn)行復(fù)核。將轉(zhuǎn)換桁架支承的上部4層樓面結(jié)構(gòu)豎向剛度的節(jié)點(diǎn)改為鉸接，驗(yàn)算桁架的受力情況，并考慮施工過程模擬[10]。依據(jù)施工順序，采用ETABS軟件對(duì)該結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工過程模擬，分析轉(zhuǎn)換桁架真實(shí)受力情況。整體結(jié)構(gòu)加固需待屈曲約束支撐安裝完成后，再安裝鋼結(jié)構(gòu)雙拼桁架，最后拆除柱子，部分荷載傳遞至雙榀桁架上。

考慮施工過程模擬后，桁架在1.0D(恒載)+1.0L(活載)工況下最大豎向變形為13.095mm；桁架下弦桿最大軸力為2 054kN，斜腹桿最大軸力為2 319kN，見圖4。

圖4 考慮施工過程模擬，1.0D+1.0L工況桁架變形和軸力示意圖

若采用一次性加載，不考慮施工順序，桁架在1.0D+1.0L工況下最大豎向變形為16.481mm；桁架下弦桿最大軸力為2 117kN，斜腹桿最大軸力為2 352kN，見圖5。

圖5 不考慮施工過程模擬，1.0D+1.0L工況桁架變形和軸力示意圖

一次性加載對(duì)桁架受力更為不利，但總體上與考慮施工過程模擬結(jié)果相差不大，最大相差3%，考慮施工過程模擬后撓度變形相對(duì)更小。

2.4.2 桁架關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)有限元分析

(1)節(jié)點(diǎn)幾何模型和內(nèi)力

根據(jù)桁架整體結(jié)構(gòu)分析結(jié)果，選取受力最大的轉(zhuǎn)換桁架關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分析，有限元分析節(jié)點(diǎn)1，2位置見圖3，其主要相關(guān)構(gòu)件實(shí)體模型見圖6，多遇地震和設(shè)防地震作用下內(nèi)力見表2，3，設(shè)防地震彈性工況與多遇地震彈性工況下的內(nèi)力明顯變化主要是節(jié)點(diǎn)1的梁，下弦桿1，2和節(jié)點(diǎn)2的下弦桿1，2。采用ABAQUS軟件對(duì)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)進(jìn)行有限元分析[11]，考察該節(jié)點(diǎn)在多遇地震彈性、設(shè)防地震彈性工況下，混凝土、鋼桁架節(jié)點(diǎn)和鋼筋的應(yīng)力狀態(tài)及混凝土開裂損傷情況，驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)傳力的可靠性。

圖6 節(jié)點(diǎn)1和節(jié)點(diǎn)2幾何實(shí)體模型

節(jié)點(diǎn)1在多遇地震彈性和設(shè)防地震彈性工況下的各構(gòu)件內(nèi)力 表2

節(jié)點(diǎn)2在多遇地震彈性和設(shè)防地震彈性工況下的各構(gòu)件內(nèi)力/kN 表3

(2)節(jié)點(diǎn)有限元模型

C47混凝土采用實(shí)體單元C3D8R模擬、鋼筋HRB335采用Truss單元T3D2模擬、鋼板Q390B采用殼單元S4R模擬。節(jié)點(diǎn)1邊界條件為節(jié)點(diǎn)右側(cè)端固接，與次桁架相連區(qū)域面外水平向約束；節(jié)點(diǎn)2邊界條件為柱底部固接，柱頂水平向約束。有限元網(wǎng)格劃分及邊界條件見圖7。

圖7 節(jié)點(diǎn)1和節(jié)點(diǎn)2有限元模型和邊界條件

(3)材料本構(gòu)關(guān)系

混凝土材料采用彈塑性損傷模型，當(dāng)混凝土材料進(jìn)入塑性狀態(tài)后，其抗拉剛度和抗壓剛度降低，混凝土受拉、受壓損傷系數(shù)分別用dt和dc表示；低周反復(fù)荷載作用下混凝土材料抗拉剛度和抗壓剛度恢復(fù)，當(dāng)荷載從受拉變?yōu)槭軌簳r(shí)，混凝土材料的裂縫閉合，抗壓剛度恢復(fù)至原有的抗壓剛度；當(dāng)荷載從受壓變?yōu)槭芾瓡r(shí)，混凝土材料的抗拉剛度不恢復(fù)；混凝土材料軸心抗壓和軸心抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值按《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50010—2010)(2015年版)[12]附錄C表4.1.3采用。HRB335鋼筋采用二折線動(dòng)力硬化模型，鋼材的彈性模量Es為2.06×105MPa，強(qiáng)化段的彈性模量為0.01Es。ABAQUS軟件中考慮了在低周反復(fù)荷載作用下鋼筋的包辛格(Bauschinger)效應(yīng)[13]。Q390B鋼板采用了剛度衰減三折線模型，屈服后剛度減為彈性剛度的1%，材料本構(gòu)關(guān)系采用混凝土單軸拉伸和壓縮應(yīng)力-應(yīng)變曲線、混凝土應(yīng)力循環(huán)曲線[14]、鋼筋和鋼板應(yīng)力曲線，見圖8。

圖8 鋼筋和鋼板有限元本構(gòu)關(guān)系圖

(4)有限元計(jì)算結(jié)果及分析

多遇地震作用下的計(jì)算結(jié)果表明，按不利情況考慮，桁架控制工況為1.3D+1.5L+0.9W，地震不起控制作用。多遇地震作用下轉(zhuǎn)換桁架下弦桿的最大應(yīng)力比為0.56，雙榀桁架斜腹桿的最大應(yīng)力比為0.64，次桁架斜腹桿的最大應(yīng)力比為0.73。下弦桿最大拉力為3 700kN，斜腹桿最大軸力為4 047kN。

設(shè)防地震作用下的計(jì)算結(jié)果表明，按不利情況考慮，設(shè)防地震彈性設(shè)計(jì)階段，桁架控制工況為1.2D+0.6L+1.3EY+0.5EZ。設(shè)防地震作用下轉(zhuǎn)換桁架下弦桿的最大應(yīng)力比為0.83，雙榀桁架斜腹桿的最大應(yīng)力比為0.72，次桁架斜腹桿的最大應(yīng)力比為0.70。下弦桿最大拉力為3 247kN，斜腹桿最大拉力為4 421kN，下弦桿最大壓力為6 995kN，斜腹桿最大壓力為5 760kN。

多遇地震及設(shè)防地震作用下，節(jié)點(diǎn)1的混凝土受壓損傷見圖9，10。構(gòu)件應(yīng)力、應(yīng)變結(jié)果見圖11,12。

圖9 多遇地震下節(jié)點(diǎn)1混凝土受壓損傷因子

圖10 設(shè)防地震下節(jié)點(diǎn)1混凝土受壓損傷因子

圖11 多遇地震下節(jié)點(diǎn)1構(gòu)件應(yīng)力和應(yīng)變圖

圖12 設(shè)防地震下節(jié)點(diǎn)1構(gòu)件應(yīng)力和應(yīng)變圖

在多遇地震作用下，節(jié)點(diǎn)1的混凝土梁開始出現(xiàn)輕微受壓損傷，梁內(nèi)鋼筋均處于彈性工作狀態(tài)，最大鋼筋應(yīng)力為84.6MPa。鋼桁架及節(jié)點(diǎn)、混凝土梁外貼鋼板等均處于彈性工作階段，最大應(yīng)力為下弦桁架節(jié)點(diǎn)附近，為163.8MPa。因此，在多遇地震彈性工況下，節(jié)點(diǎn)1均處于彈性工作階段，滿足設(shè)計(jì)要求。在設(shè)防地震作用下，節(jié)點(diǎn)1的混凝土梁開始出現(xiàn)輕微受壓損傷，梁內(nèi)鋼筋均處于彈性工作狀態(tài)，最大鋼筋應(yīng)力為87.1MPa。鋼桁架及節(jié)點(diǎn)、混凝土梁外貼鋼板等均處于彈性工作階段，最大應(yīng)力為下弦桁架節(jié)點(diǎn)附近，為350.7MPa。因此，在設(shè)防地震彈性工況下，節(jié)點(diǎn)1均處于彈性工作階段，滿足設(shè)計(jì)要求。

多遇地震作用及設(shè)防地震作用下，節(jié)點(diǎn)2的構(gòu)件的應(yīng)力、應(yīng)變結(jié)果見圖13,14，混凝土受壓損傷見圖15,16。

圖13 多遇地震下節(jié)點(diǎn)2構(gòu)件應(yīng)力和應(yīng)變圖

圖14 設(shè)防地震下節(jié)點(diǎn)2構(gòu)件應(yīng)力和應(yīng)變圖

圖15 多遇地震下節(jié)點(diǎn)2混凝土受壓損傷因子

圖16 設(shè)防地震下節(jié)點(diǎn)2混凝土受壓損傷因子

在多遇地震作用下，節(jié)點(diǎn)2的混凝土梁柱開始出現(xiàn)輕微受壓損傷，梁內(nèi)鋼筋均處于彈性工作狀態(tài)，最大鋼筋應(yīng)力為159.5MPa。鋼桁架及節(jié)點(diǎn)、混凝土梁柱外貼鋼板等均處于彈性工作階段，最大應(yīng)力為下弦桁架節(jié)點(diǎn)附近，為294.3MPa。因此，在多遇地震彈性工況下，節(jié)點(diǎn)2均處于彈性工作階段，滿足設(shè)計(jì)要求。在設(shè)防地震作用下，節(jié)點(diǎn)2的混凝土梁柱開始出現(xiàn)輕微受壓損傷，梁內(nèi)鋼筋均處于彈性工作狀態(tài)，最大鋼筋應(yīng)力為153.9MPa。鋼桁架、混凝土梁柱外貼鋼板等均處于彈性工作階段，最大應(yīng)力出現(xiàn)在下弦桁架節(jié)點(diǎn)附近，接近鋼筋屈服應(yīng)力，為393.4MPa，輕微進(jìn)入塑性。因此，在設(shè)防地震彈性工況下，節(jié)點(diǎn)2總體上均處于彈性工作階段，滿足設(shè)計(jì)要求。

3 結(jié)論

對(duì)雙榀鋼-混凝土轉(zhuǎn)換桁架及其關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了多遇地震彈性和設(shè)防地震彈性工況下的有限元分析，主要結(jié)論如下：

(1)裙房局部1～3層需拆除3排框架柱(共5根)及其相連的2，3層部分梁板，對(duì)整體結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)產(chǎn)生一定的影響，扭轉(zhuǎn)位移比偏大。通過采取設(shè)置支撐等措施后，結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)位移比明顯改善，由1.71下降至1.40。

(2)采用了雙榀鋼-混凝土組合轉(zhuǎn)換桁架進(jìn)行抽柱加固，經(jīng)計(jì)算和分析表明，此加固技術(shù)能夠滿足整體結(jié)構(gòu)承載和變形的要求，同時(shí)對(duì)轉(zhuǎn)換桁架的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了重點(diǎn)分析和加強(qiáng)，確保新舊結(jié)構(gòu)連接的安全和可靠性。

(3)在多遇地震和設(shè)防地震作用下，鋼-混凝土轉(zhuǎn)換桁架作為整體結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵構(gòu)件，構(gòu)件基本處于彈性狀態(tài)，滿足設(shè)防地震不屈服要求。

(4)在多遇地震作用下，節(jié)點(diǎn)1和節(jié)點(diǎn)2的混凝土梁(柱)開始出現(xiàn)輕微受壓損傷，梁內(nèi)鋼筋、鋼-混凝土轉(zhuǎn)換桁架及節(jié)點(diǎn)、混凝土梁、柱外貼鋼板等均處于彈性工作階段。在設(shè)防地震作用下，混凝土梁柱剛出現(xiàn)輕微受壓損傷，梁內(nèi)鋼筋、鋼-混凝土轉(zhuǎn)換桁架、混凝土梁柱外貼型鋼等均處于彈性工作階段，最大應(yīng)力出現(xiàn)在下弦桁架節(jié)點(diǎn)附近，其余部位處于彈性工作階段或接近鋼板屈服應(yīng)力進(jìn)入輕微塑性。因此，節(jié)點(diǎn)1和節(jié)點(diǎn)2在多遇地震和設(shè)防地震作用工況下，總體上均處于彈性工作階段，滿足設(shè)計(jì)要求。