Page 45 - 《振动工程学报》2025年第11期

第 11 期 曹徐阳，等：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 2503

的顺序为案例一>案例二>案例三>案例四>案例五， 种有效的加固形式，可以在结构体系层次提升整体
表明了所提出的外附装配式框架-支撑子结构是一 性能。

0.010
案例၂
案例二
0.008
最大层间位移角 0.006 案例ඹ 限值: θ max =0.5%
案例三
案例໴
0.004
0.002
0
3 6 9 12 15 18 21 24 27 30
地震动记录

图 9 中震各条波最大层间位移角
Fig. 9 Maximum interstory drift ratios of all the ground motions under fortification seismic level

0.025
案例၂ 限值: θ max =1.5%
案例二
0.020
最大层间位移角 0.015 案例ඹ
案例三
案例໴
0.010
0.005
0
3 6 9 12 15 18 21 24 27 30
地震动记录

图 10 大震各条波最大层间位移角
Fig. 10 Maximum interstory drift ratios of all the ground motions under rare seismic level

通过将地震动记录的加速度数据用 0 来拓展， 典型波（7 号波 WND233、15 号波 A-BIS270、21 号波
可以分析比较上述五种案例的结构顶部位移响应及 05O07NS、27 号波 H-PRK180）的平均值分别为 35.2、
残余位移响应。以两条典型地震动（7 号波 WND233、 13.9、5.02、0.62 和 0.19 mm。结构加固前（案例一）的
15 号波 A-BIS270）为例，进一步分析加固前后各工况 残余位移峰值为 7 号波 WND233 下的 44.9 mm，该数
的结构位移变化。由于大震会导致结构较明显的地 值在采用完整的外附装配式框架-支撑子结构加固
震响应，图 11 仅展示了大震下的统计结果。竖虚线 后（案例五）降低至 0.006 mm，几乎消除了结构的残
表示空震的边界时间，在该时间后地震动加速度数 余响应。尽管相比案例二，案例四大幅减小了结构
据为 0。可以看出，结构顶部位移峰值由大到小的顺 的残余位移（达 64.1%），但其降低比例不如案例三和
序为案例一>案例二>案例三>案例四>案例五，其中 案例五明显（含预应力的工况）。案例三和案例五中
四 条 典 型 波（ 7 号 波 WND233、 15 号 波 A-BIS270、 的外附预应力可以将整体结构曲线“拉回”原点，进
21 号波 05O07NS、27 号波 H-PRK180）的平均值分别 而大幅降低了结构的震后残余变形（几乎达 100%），
为 240.2、170.5、133.5、79.8 和 58.9 mm。结构加固前 实现了结构的自恢复功能，提升了系统的可修复性。
（案例一）的顶部位移峰值为 27 号波 H-PRK180 下的 图 12 展示了案例一和案例五的原结构边柱加固
289.2 mm，该数值在采用完整的外附装配式框架-支 前/后的层间剪力分布，其中图 12（a）和（b）分别显示
撑子结构加固后（案例五）降低至 61.5 mm，降低了 了中震和大震工况。图 12（a）中，原结构加固前（案
227.7 mm。相比于由外附预应力导致的案例二至案 例一）的平均层间剪力从一层至五层分别为 204.1、
例三的变化幅度（22.5%）和案例四至案例五的变化 200.3、169.9、155.8 和 114.9 kN，加固后（案例五）的原
幅度（26.1%），由外附支撑导致的案例二至案例四的 结构平均层间剪力从一层至五层分别为 72.3、64.1、
变化幅度（52.8%）展示出更为显著的加固效果，反映 52.5、 39.1 和 19.3 kN， 平 均 降 低 幅 度 达 71.95%。 同
了外附支撑所提供的巨大侧向刚度。案例一至案例 样，图 12（b）中，原结构加固前（案例一）的平均层
五的顶层位移平均降低幅度为 75.2%，各条地震动下 间 剪 力 从 一 层 至 五 层 分 别为 614.8、 595.3、 543.1、
结构的顶层位移变化范围为 73.1%~78.7%。 511.6 和 436.4 kN，加固后（案例五）的原结构平均层
对于结构顶层残余位移，其由大到小的顺序为 间 剪 力 从 一 层 至 五 层 分 别为 247.1、 217.1、 180.9、
案例一>案例二>案例四>案例三>案例五，其中四条 130.1 和 64.3 kN，平均降低幅度达 69.97%。上述数据