20世纪90年代以后我国中小学教学楼大量采用单跨框架的结构形式，在近几年大地震中，特别是集集地震和汶川地震中发现单跨框架结构由于结构冗余度不足震害严重。在新修订的规范中严格要求教学楼作为乙类建筑不应采用单跨框架结构，而且现存的单跨框架教学楼必须进行鉴定加固。本文对目前几种常见的加固方案进行对比，由于翼墙加固方案布置灵活、施工方便、概念设计合理等优点为工程师们所广泛采用。但是目前对翼墙加固的研究很少，对于翼墙加固方案的计算方法、破坏特征形式还存在疑问。因此，本文通过大比例尺模拟地震振动台对比试验，探究单跨框架结构的破坏机制和翼墙加固后结构的抗震性能。为多层单跨框架结构提供有效的抗倒塌能力的加固方法奠定基础，为相应规范的修订提供依据。本文首先设计了一个典型的单跨框架教学楼，并采用翼墙对其进行加固。通过ETABS软件对加固前后的结构进行三维弹性和弹塑性分析，研究不同翼墙加固形式及尺寸对框架结构加固效果的影响，得出单跨框架翼墙加固时宜采用两个方向同时加设翼墙的方案，以便使结构在两个方向上的抗震承载能力和变形能力都有所提高，加固效果明显；并选取翼墙长度为500mm的双向加固方案作为后续振动台试验的加固方式。其次设计了1:5大比例尺振动台单跨框架加固和未加固两个试验模型，给出了模型的材料选择、施工过程以及试验仪器的布置。将两个试验模型放在同一个振动台台面上，选取El Centro波、Taft波和卧龙波，分别进行了20次地震动工况的对比试验。从试验的破坏现象和数据结果得出，加固单跨框架结构模型梁上裂缝分布均匀，耗能面广泛，具有较好的抗震性能，能够很好的满足现行国家规范的相关要求。未加固单跨框架结构模型梁铰集中出现在梁两端，由于梁的数量有限使结构很快在柱上出现柱铰形成梁柱铰混合体系，此时结构比较容易达到极限承载能力状态而形成多米诺骨牌倒塌效应，结构的抗震性能较差。最后采用大型有限元软件MIDAS对El Centro波0.05g、0.15g和0.20g地震动输入工况下的加固和未加固模型的原型结构进行地震弹塑性反应分析。数值模拟结果和试验结果对比表明，未加固模型的原型结构采用集中塑性铰模拟梁柱破坏现象与试验破坏现象吻合较好，模拟结果较理想；翼墙加固模型的原型结构由于梁上裂缝分布比较分散，采用集中塑性铰来模拟结构的破坏稍差，建议采用纤维铰来模拟。