适当的延性是保证钢筋混凝土框架结构整体承载力和充分发挥结构冗余潜力的重要条件，是阻止钢筋混凝土框架结构发生连续倒塌的重要能力特征。从抗连续倒塌角度而言，非抗震设计的钢筋混凝土框架结构应该具备适当的延性，使结构构件在承载力不过多丧失情况下，其塑性大变形允许内力逐步转移到其它构件上，以实现结构冗余特性的充分发挥。本项目完成了3个钢筋混凝土空间框架结构模型的连续倒塌试验，模型A与模型B的初始失效柱都是底层长边中柱，模型C的初始失效柱是底层角柱，不考虑抗震要求。模型A、模型B和模型C的尺寸、材料强度、配筋数量等参数均相同，但模型B在构造上适当考虑了延性设计要求。以机械千斤顶替换初始失效柱，通过机械千斤顶的分级卸载模拟柱的初始失效，进行了上述钢筋混凝土空间框架结构模型的连续倒塌试验，观测并分析了上述试验模型的荷载—位移曲线，梁柱塑性铰出现位置、顺序和转动能力，结构抗力机制的转换过程和结构抗倒塌能力等，对钢筋混凝土空间框架试验模型的连续倒塌进行了仿真分析。研究结果表明，结构连续倒塌试验中，空间模型较平面模型更能充分反映结构抗连续倒塌机制；对于底层长边中柱初始破坏的情况，结构抗连续倒塌机制包含梁机制和悬链线机制，在纵向框架方向，由于破坏柱位置的框架梁是连续的，梁机制和悬链线机制同时发挥作用；而在横向框架方向，由于破坏柱位置的框架梁是悬挑的，仅由梁机制发挥作用，而不能形成悬链线机制；对于底层角柱初始破坏的情况，连续倒塌机制仅为梁机制，不能形成悬链线机制，抗连续倒塌能力仅由梁机制提供；钢筋混凝土框架结构抗连续倒塌的延性要求不同于抗震的延性要求，两者的荷载—位移曲线、结构破坏机制、结构塑性铰的位置和转动能力等均不相同。基于钢筋混凝土框架结构连续倒塌的自身特点，建立了抗连续倒塌延性系数 的定义和计算方法，讨论了框架梁的配筋形式、配筋数量、跨高比等参数对结构抗连续倒塌能力和延性的影响，提出了提高抗连续倒塌延性性能的措施和建议。 2100433B

由于部分构件的破坏引起在水平方向和竖直方向结构的连锁破坏而造成的整个结构或大部分结构的倒塌现象被称为连续倒塌。非抗震设计的钢筋混凝土框架结构，对延性要求较低，其抗连续倒塌能力可能不足。从抗连续倒塌角度而言，非抗震设计的钢筋混凝土框架结构应该具备适当的延性，使结构构件在承载力不过多丧失的情况下，其塑性大变形允许内力逐步转移到其它构件上，以实现结构冗余特性的充分发挥。适当的延性是阻止钢筋混凝土框架结构发生连续倒塌的重要能力特征。抗连续倒塌的延性要求不同于抗震的延性要求，抗震主要考虑水平地震作用, 而连续倒塌时结构主要承受竖向荷载，两者的荷载-位移曲线、破坏机制必然不同，结构塑性铰的位置和转动能力的要求也不相同。基于非抗震设计的钢筋混凝土空间框架的连续倒塌试验和全过程仿真分析，建立适合钢筋混凝土框架结构连续倒塌自身特点的延性评价指标、计算方法和合理取值范围。

结构抗连续倒塌设计是指结构因偶然荷载造成结构局部破坏失效，继而引起失效破坏构件相连的构件连续破坏，最终导致相对于初始局部破坏更大范围的倒塌破坏。

作用

对于某些比较重要的建筑结构，工程师在建筑结构设计时有责任防止结构连续性倒塌的发生，对其进行结构抗连续倒塌设计，保证结构在一定安全可靠度之下具有抵抗连续性倒塌的能力，当偶然荷载造成结构局部破坏时，结构能够通过多种荷载路径内力重分布阻止破坏过大范围的蔓延，尽可能减少人员的伤亡和结构的破坏程度。 2100433B

为减少意外事件下大跨空间结构的倒塌事故，本项目针对应用广泛的斜拉结构，研究其鲁棒性、抗连续倒塌性能和倒塌控制策略。从能量角度出发，结合敏感性分析思想，提出一种构件重要性判断方法；并提出一种空间结构的对称性搜索和判断的方法，利用群论修正求解策略，提高计算效率。在此基础上，结合构件自身的可靠度，进行斜拉结构的鲁棒性研究。利用向量式有限元方法编制斜拉结构连续倒塌数值模拟程序，研究斜拉结构在初始杆件失效后的内力重分布机制与结构连续倒塌机理，并分析合理的初始预应力水平和分布。用折纸型屈曲约束构件代替结构中的关键杆件，提高斜拉结构抗连续倒塌能力；并研究檩条、屋面板对斜拉结构抗连续倒塌能力的作用。为验证连续倒塌数值模拟方法和结果的正确性，进行斜拉结构及利用倒塌控制策略加强后斜拉结构的连续倒塌动力试验研究；在模型试验的基础上，提出相应的设计、施工建议。本项目的完成将对我国大跨空间结构的发展起到重要作用。

本项目拟以竖向单自由度变形假设为前提，以APM和EPP相结合的分析方法为手段，研究钢筋混凝土框架结构抗连续倒塌性能的简化评估方法。通过理论分析、模型试验和数值模拟，明确在不同区域单个柱缺失条件下，钢筋混凝土梁和板构件在不同受力或变形阶段的抗连续倒塌受力机理和抗连续倒塌性能，建立其静力抗连续倒塌简化反应曲线，并基于能量守恒原理，建立其抗连续倒塌简化能力曲线。基于叠加原理，根据各个构件的抗连续倒塌简化能力曲线，及极限状态下构件间的变形协调，建立整体框架结构的抗连续倒塌简化能力曲线。将其与结构的需求曲线比较来判断结构的抗连续倒塌性能，并通过框架模型结构连续倒塌试验和已有连续倒塌事故记录进行验证。项目成果可用于不同钢筋混凝土框架结构在不同区域柱缺失情况下，抗连续倒塌性能的准确快速评估，具有重要的理论意义和工程应用价值；并可为此类结构的抗连续倒塌设计提供参考。