Page 44 - 《振动工程学报》2025年第11期

2502 振 动 工 程 学 报 第 38 卷

与 8 度设防下中震（S a−max =0.45g）及大震（S a−max =0.9g） 平 均 谱 与 目 标 谱 的 加 速 度 误 差 不 得 超过 20%， 如
的设计加速度反应谱相拟合，且在结构主要周期处， 图 8 所示。

1.2 2.2
各条波反应谱 2.0 各条波反应谱
1.0
第一周期谱加速度 / g 0.8 第一周期谱加速度 / g 1.4
平均谱
1.8
平均谱
1.6
目标谱 (大震)
目标谱 (中震)
1.2
0.6
1.0
0.8
0.4
0.6
0.4
0.2
0.2
0 0
0 1 2 3 4 0 1 2 3 4
周期 / s 周期 / s
(a) 中震下谱加速度 (b) 大震下谱加速度
(a) Spectral acceleration under fortification seismic level (b) Spectral acceleration under rare seismic level

图 8 地震动选取与拟合
Fig. 8 Ground motion selection and fitting

3.3 动力灾变响应评估 30 条地震动的结构响应均小于限值。以大震为例，
自下而上各层的最大层间位移角均值分别为 0.639%、
基于上述 30 条地震动与 5 种加固工况，展开结
0.642%、 0.605%、 0.511% 和 0.313%， 相 比 案 例 二 ， 其
构在中震与大震下的动力时程响应评估。对于每种 最大降低幅度达到了 53.6%。除此之外，结构底部三
分析案例，结果总结如下： 层的最大层间位移角分布更为均匀，标准差的变化
案例一为未加固的情况，在中震作用下，大部分 范围也更小。
地震动下结构的层间位移响应均超过了限值，并且 案例五包含了完整的外附装配式框架-支撑子结
结 构 二 至 四 层 的 平 均 最 大 层 间 位 移 角（ 0.542%、 构，在所有的五种案例中，其各层的平均最大层间位
0.553%、0.524%）均超过了 0.5%，同时，数据的离散性 移角均为最小，缓解了整体结构的地震需求，即使其
较为明显，各层标准差较大。在大震作用下，尽管各 最大平均位移角（中震下 0.293%、大震下 0.628%）也
层 的 平 均 最 大 层 间 位 移 角 在 限 值 范 围 内， 但 仍 有 比案例一未加固框架的最小值（中震下 0.344%、大

10 条 地 震 动 导 致 结 构 响 应 超 过 限 值 ， 最 大 值 达 到 震下 0.735%）要小；其大震下的最大降低幅度发生在
2.693%，几乎是限值 1.5% 的 1.8 倍。同样的，各条地 结构顶层，达到了 69.7%。相比案例三，外附支撑提
震动下结构的最大层间位移角数据离散性较大。 升了初始刚度，显著降低了位移角响应且使得结果
案例二仅采用外附框架，总体而言，最大层间位 分布更为均匀，对于改变结构体系及消耗地震能量
移角沿高度的分布情况与案例一相似，但案例二的 起到了重要作用。相比案例四，外附预应力缓解了
结果更为均匀且数值有所减小。在中震及大震作用 高楼层的位移响应，在一定程度将整体结构曲线“拉
下，结构各层的平均最大层间位移角都小于限值，这 回”原点，对于结构的自恢复功能及震后修复功能起
也证明了外附框架对于整体结构刚度提升及承载力 到了重要作用。上述五种案例的对比说明，案例五
提高的有益效果。然而，案例二仍然存在个别地震 结合了其余几组的特点，起到了最优的加固效果；外
动的响应高于限值的情况。 附装配式框架-支撑子结构具有显著的加固优势，其
案例三采用外附框架及预应力，对于低楼层，其 各部分均贡献作用且起到了定向有益效果；相关的
结构响应与案例二类似，然而随着楼层的升高，预应 计算及对比可为上述外附装配式加固子结构的推广
力的效果开始凸显。以结构顶层为例，在中震作用 及应用提供参考。
下，平均最大层间位移角从案例二中的 0.322% 降低 图 9 和图 10 展示了上述五种案例中，30 条地震
至案例三中的 0.141%；在大震作用下，平均最大层间 动下结构的最大层间位移角的统计结果，中震及大
位移角从案例二中的 0.674% 降低至案例三中的 0.418%， 震下的位移角限值也用红线标注。数据显示，结构
平均降低幅度达到 47.1%。中震作用下仅 3 条地震 加固前（案例一）的位移角响应分布不均匀，存在部
动超过了位移角限值。 分结果超过 1%（中震下）及 2.5%（大震下）。在采用
案例四采用外附框架及支撑，相比案例二，外附 完整的外附装配式框架-支撑子结构加固后（案例
支撑提供了大量的侧向刚度，进而沿结构全高大幅 五），结构的位移角响应显著降低至限值以下。总体
减 小 了 最 大 层 间 位 移 角 。 在 中 震 及 大 震 作 用 下， 而言，中震及大震作用下位移角分布由最大至最小