该文从一栋教学试验楼的实际加层改造工程着手,提出了砖混结构整体式外套结构加层"竖向分离,水平一体"、兼顾既有砖混结构抗震加固这一设计思想,即外套结构和既有砖混结构各自承担竖向荷载,而水平方向共同抵抗侧力,并设计了相应的实现这种结构设计思想的新旧结构连接构造.为了解其抗震性能和抗震薄弱环节,首次进行了砖混结构外套框架四层(二层砖混结构模型加至四层)1/5缩尺比例模型的地震模拟振动台试验.利用模态识别技术实测了模型的动力特性,观测了裂缝开展形态及地震响应.试验结果和理论分析均表明:这种结构体系的振动和破坏仍以剪切变形为主,新旧结构交接的转换楼层及相邻的上下楼层可能成为抗震薄弱环节.利用MATLAB语言采用高精度数值积分方法——高阶单步-β法编制了层剪切型时程分析程序,计算结果与试验结果吻合较好,说明采用层剪切模型来分析这种结构是合理的.为了解这种结构体系的动物特性和受力性能,利用有限元分析软件ANSYS建立了几种典型的外套加层结构模型,进行了模态分析、反应谱分析和时程分析.大量的计算机模拟数值试验结果表明,新旧结构通过连接构造连接后,整体结构的动力特性和内力实现重新调整和分析,这种重新调整和分配与既有结构的结构形式、质量和刚度以及它们的分布、加层结构方案、新旧结构连接构造等有关.对既有结构可能有利也可能不利,主要取决于新旧结构之间的相对刚度比.新旧结构交接的转换楼层可能成为抗震薄弱环节;旧房高度范围刚度的加大使上部外套框架部分动力作用得到放大;仅使用短梁连接新旧结构形成的"连体结构"不是理想的结构方案,扭转振动突出.试验和理论分析均表明,采用该文提出的结合抗震加固的加层方法可使脆性破坏的砖混结构体系改造成延性较好的框架-抗震墙结构体系,可较好地利用原结构的抗震潜力并改善加层结构的抗震性能.最后,对适用于加层结构的技术经济评价方法初步进行了分析论证,提出了一个数学模型及辅助决策模型,为方案决策提供参考,并给出两个算例,证明一般情况下,采用加层方案可收到较好的技术经济效果.