在历次地震中,多次发现钢筋混凝土框架结构未出现预期的“强柱弱梁”破坏机制,结构产生较大残余变形,严重的甚至发生倒塌,造成重大人员财产损失,增加了震后修复难度和成本;同时在汶川地震后,我国及时修订了《建筑抗震设计规范》、《建筑抗震鉴定标准》和《建筑抗震加固技术规程》等抗震规范、标准。因此,大量按照旧规范设计的框架结构即不能满足我国经济发展水平的需求,也不能满足新规范、标准的要求,需要提高既有框架结构的抗震能力。震前预防性抗震加固是提高结构抗震性能经济有效的措施,也能满足新规范的要求。而我国RC框架结构抗震加固技术,目前主要存在着两大问题,一是以室内加固方式为主,二是以停留在构件层次上的加固方案居多。鉴于上述,本文提出外附分段变刚度BRB支撑钢框架-框架结构加固方案,采用外附子结构加固方法能有效避免室内加固的一系列弊端,同时BRB支撑因其特有的抗震耗能特性,可形成“整体型关键构件”,此外为避免框架结构底部出现薄弱层,采取沿层高变化的变刚度设计方案。为深入了解这种抗震加固方案的抗震倒塌性能,建立一栋六层钢筋混凝土框架结构加固前后的三维有限元模型,并进行弹塑性时程分析、Pushover分析和增量动力时程分析,对比研究了外附分段变刚度BRB支撑钢框架加固前后RC框架结构的抗震性能,本文所做的工作以及得到的结论如下:1、基于刚度需求设计了外附分段变刚度BRB支撑钢框架-框架结构,并通过SAP2000软件建立了加固前后RC框架结构的有限元模型,进行模态分析和振型反应谱分析。分析结果表明加固后结构承担的地震作用及层间剪力增大,但原框架结构本身所承担的层间剪力和层间位移角均有明显减小,且层间位移角分布更加均匀,抗震加固外附结构对原有结构起到了很好的保护作用,抗震加固效果明显。2、根据我国抗震规范,选取了3条天然波和1条人工波,并将地震波峰值统一调整到400gal,按照1:0.85比例沿结构两个主方向输入,得到楼层绝对最大侧移、最大层间位移角、塑性铰分布和BRB支撑的滞回耗能等情况。分析结果表明,外附分段变刚度BRB支撑钢框架对整体框架结构的变形起着控制作用──由剪切变形模式转变为整体变形模式,使得各楼层的变形趋于均匀,发挥了结构的整体抗震能力,同时BRB支撑消耗了相当的地震能量,提升了结构的耗能能力,减小了地震反应。3、基于能力谱法,采用倒三角和和振型组合侧向加载模式对加固前后的有限元模型进行pushover分析,得到了结构基底剪力-顶点位移曲线、不同地震烈度下的性能点和塑性铰分布的情况。分析结果表明:外附分段变刚度BRB支撑钢框架提高了既有框架结构的侧向承载能力,改善了既有框架结构的屈服机制──由层间屈服机制式转变为整体屈服机制,有效地避免层间变形集中,提高了结构的抗倒塌能力。4、从PEER地震动记录数据库中选取了10条地震记录,将10条地震记录通过逐步增大PGA的方法依次进行动力时程分析,分别得到两种结构的IDA曲线簇,并进行分位数曲线统计,得到16%、50%、84%分位数曲线,确定50%分位数曲线极限状态点;同时基于IDA曲线数据,提出倒塌率易损性分析,得到结构的倒塌率易损性曲线,确定结构倒塌储备系数CMR。从单条IDA曲线和IDA曲线簇均可知,加固后框架结构的屈服点、不倒塌极限状态点均明显高于原框架结构,倒塌承载力极限增幅明显,同时倒塌时层间位移角也得到了一定提高。从50%分位曲线的性能点可知,外附分段变刚度BRB支撑钢框架-框架结构比原框架结构在对应的极限状态点对应的层间位移角分别提高了6.25%、25.68%、115.67%、25.48%,对应的峰值加速度分别提高了86.76%、88.74%、118.09%、26.39%。从易损性曲线分析可知,外附分段变刚度BRB支撑钢框架结构-结构倒塌储备系数为原框架结构的4.81倍,增幅明显。加固后框架结构在抗震性能明显得到改善,各极限状态下的失效概率均小于原框架结构,结构整体抗倒塌能力得到明显提高。