Page 37 - 《振动工程学报》2025年第11期

第 38 卷第 11 期 振 动 工 程 学 报 Vol. 38 No. 11
2025 年 11 月 Journal of Vibration Engineering Nov. 2025

外 附 装 配 式 框 架 -支 撑 减 震 加 固 体 系 高 效 数 值 模 拟

方 法 与 动 力 灾 变 响 应 分 析

曹徐阳 ， 王 谆 ， 冀 昆 ， 史健喆 1
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（1. 河海大学土木与交通学院，江苏 南京 210024； 2. 南京水利科学研究院，江苏 南京 210029）

摘要：中国是地震灾害最为严重的国家之一。作为结构减震能力提升的有效手段，外附子结构体系加固技术凭借其整体性
好、灵活性大、可设计性高等优势，近年来得到了快速的发展和应用。基于此背景，本文将外附子结构体系加固技术与装配
式建造技术相结合，提出了一种外附装配式自恢复钢板混凝土框架-支撑加固体系。本文介绍了该外附体系的构造机理与组
成方式；建立了该体系的高效整体模型；结合案例分析，评价了既有结构采用该外附体系加固前/后的动力响应与性能指标，并
预测了整体加固趋势与动力灾变响应。研究结果表明，所提出的分析模型可较为准确地反映试验特征，模拟与试验结果总体
上呈现出较好的一致性（如骨架曲线、峰值承载力、残余变形等）。动力灾变响应分析中，结构加固前的平均层间位移超过了
限值，在采用所提出的外附加固体系后，位移响应显著降低且结果分布更为均匀，高楼层的峰值及残余位移得到了缓解，整体
结构顶层位移平均降低幅度达 75.2%，原结构柱的层间剪力平均降低幅度达 70.96%。总体而言，该加固体系对于改变功能、
消耗能量及震后修复起到了重要作用，相关结论可为后续外附加固技术的发展与应用提供参考借鉴。
关键词： 外附子结构；装配式；数值模拟；减震加固；性能提升
中图分类号：TU375.4 文献标志码：A DOI：10.16385/j.cnki.issn.1004-4523.202508122

Efficient numerical simulation method and dynamic disaster response analysis

of an externally-attached braced-frame seismic reinforcement system

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CAO Xuyang ，WANG Zhun ，JI Kun ，SHI Jianzhe 1
（1.College of Civil and Transportation Engineering，Hohai University，Nanjing 210024，China；
2.Nanjing Hydraulic Research Institute，Nanjing 210029，China）
Abstract：China is one of the countries most severely affected by earthquake disasters. As an effective means of improving the seismic capacity
of structures，externally-attached structural reinforcement technology has shown rapid development and application in recent years due to its
advantages of good integrity， flexibility， and designability. Against this backdrop， the authors combined externally-attached structural
reinforcement technology with prefabricated construction techniques to propose a novel externally-attached，prefabricated，self-recovering
steel plate concrete frame-brace reinforcement system. This paper first introduces the construction mechanism and composition of this
externally-attached system， then elaborates on its efficient overall model. Finally， based on case studies， the dynamic response and
performance indicators of existing structures before and after reinforcement with this externally-attached system are evaluated，and the overall
reinforcement trend and dynamic catastrophic response are predicted. The results demonstrate that the proposed analytical model can accurately
reflect the experimental characteristics，with good overall agreement between simulation and experimental results (e.g.，skeleton curve，peak
bearing capacity，and residual deformation). In the dynamic disaster response analysis，the average inter-story displacement exceeds the limit
before structural reinforcement. After adopting the proposed external reinforcement system，the displacement response is significantly reduced
and the results are more evenly distributed. The peak and residual displacements of high floors are alleviated，the average displacement of the
top floor is reduced by 75.2%，and the average interstory shear force of existing column is reduced by 70.96%. In general，this reinforcement
system plays an important role in changing functions，consuming energy，and post-earthquake repair. The relevant conclusions can provide a
reference for the subsequent development and application of external reinforcement technology.
Keywords：externally-attached substructure；precast；numerical simulation；seismic retrofit；performance improvement

收稿日期：2025-08-31；修订日期：2025-09-07
基金项目：国 家 自 然 科 学 基 金 资 助 项 目 （ 52478165， 52208164， 52378506， 52508262） ； 江 苏 省 自 然 科 学 基 金 资 助 项 目
(BK20240287)；中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金资助项目 (Y424003)