建筑结构的连续倒塌造成严重的生命和财产损失。连续倒塌可以沿结构系统的竖向或水平向传播或是同时在两个方向传播，水平向连续倒塌通常由竖向连续倒塌诱发且与之共同作用。目前科学研究和工程设计集中解决最基本的竖向连续倒塌问题，尚未对水平连续倒塌问题展开研究。但是水平向连续倒塌会引起破坏在更大范围内传播，进而造成更加严重的损失。本项目针对RC 框架结构水平向连续倒塌问题，通过试验研究、理论分析和数值模拟的方法，对其倒塌机理、结构倒塌抗力需求以及设计方法进行了系统的研究。主要研究工作如下： (1)设计开展了6个不同边界和受力条件的RC 框架子结构试件的水平向连续倒塌试验。通过分析试件在加载过程中的倒塌抗力、材料应变和构件损伤的发展，研究了RC 框架结构水平向连续倒塌的破坏机理。研究表明RC框架水平连续倒塌的破坏模式是梁两端和柱底端发生严重的塑性破坏，框架形成机构而发生局部倒塌破坏，进而触发水平向相邻结构部分的后继破坏和倒塌传播。框架柱的抗侧刚度和承载力是影响RC框架水平连续倒塌的关键因素。当多跨框架共同抵抗水平向倒塌时，桁架拱效应可能导致框架柱的受力发展不均更易发生破坏，结构连续倒塌易损性变大。 (2)建立了基于能量的RC框架连续倒塌抗力需求分析的理论框架，能够考虑非线性动力效应对连续倒塌过程中结构内力的影响。基于该方法，分别建立了RC框架在小变形梁机制和大变形悬链线机制下的抗力需求计算公式。采用大量数值算例对其准确性进行了验证。 (3) 建立了RC结构连续倒塌分析的数值模型，并基于这些模型开展了典型RC结构系统的连续倒塌机理分析。基于微观受力分析和变形协调条件，建立了考虑梁板组合作用的RC框架连续倒塌抗力的工程计算方法。提出了一种基于倒塌率的建筑结构连续倒塌易损性评价方法，分析了抗震设计和抗连续倒塌设计对RC框架结构倒塌易损性的影响。这些成果可为RC框架结构的抗连续倒塌工程设计提供重要的参考。 2100433B

现有RC框架结构的连续倒塌研究和设计方法主要针对竖向连续倒塌模式，但因竖向构件水平向抗侧能力不足而引起的水平向连续倒塌模式会引起破坏在更大范围内传播，然而目前国内外还未针对RC框架结构水平向连续倒塌问题展开研究。本项目针对RC框架结构水平向连续倒塌问题，通过试验研究、理论分析和数值模拟的方法，对其倒塌机制、竖向构件的侧向抗力和变形能力需求、以及水平向抗连续倒塌措施进行全面系统的研究，研究内容包括：1）通过RC框架子结构的水平向连续倒塌试验，研究RC框架结构水平向连续倒塌的破坏机理及其合理的抗水平连续倒塌机制；2）研究关键参数对RC框架结构抗水平向连续倒塌机制的影响；3）基于能量方法建立水平连续倒塌抗力和变形需求的理论模型；4）基于试验和理论研究，提出抗水平向连续倒塌的设计方法及其相关构造措施。通过本项目研究，揭示RC框架结构水平向连续倒塌的机理，进一步完善RC框架抗连续倒塌设计理论和方法。

早期设计师在进行产品的造型设计时，主要采用正向设计的方法；这是一个从概念设计起步到CAD建模、数控编程、数控加工的过程。

产品造型设计的正向设计一般流程： 概念设计 →CAD/CAM系统 →制造系统→ 新产品。

但对于复杂的产品，正向设计的方法显示出了它的不足，设计过程难度系数大、周期较长、成本高、产品研制开发难。由于设计师无法完全预估产品在设计过程中会出现什么样的状况，如果每次因为一些局部的问题而推倒整个产品重来，不管从时间上还是从成本上都是不可接受的。如果有方法能改正在正向设计过程中所产生的局部问题自然是好的，正是在这样的背景下，自然发展并形成了逆向设计的方法。

逆向设计通常是根据正向设计概念所产生的产品原始模型或者已有产品来进行改良，通过对产生问题的模型进行直接的修改、试验和分析得到相对理想的结果，然后再根据修正后的模型或样件通过扫描和造型等一系列方法得到最终的三维模型。

采用逆向设计的方法所得到的产品模型，因为是有实际的模型参与各种试验因此得到的结果相对于概念化推算和电脑虚拟模拟更接近真实，从而能迅速找到产品的优异形态并缩短产品开发周期。

在新产品开发中，通常采用正向设计和逆向设计结合使用。

现有土力学的许多理论大都是以连续介质为对象的研究成果，应用到像土这样的非连续、结构性强的介质中，没有达到真正解决实际工程问题的目的。如大部分土体本构模型的模型参数取值不确定性太大，造成应力应变计算结果波动过大，在工程应用中存在明显缺陷。项目研究拟基于土非连续介质和结构性强的特点，采用现代测试新技术（如超声波法、CT法和电阻率法等），通过土体微观结构分析试验与宏观力学特性试验相结合,探索土体结构描述新方法。建立土的应力状态方程，提出新的土体破坏准则，创立新的极限平衡方程，建立土的物理力学本构模型。通过室内大型模型试验和离心机模型试验验证提出的新理论，并通过数值分析和工程应用研究，进一步完善理论成果。项目研究对阐明结构性土的应力状态、强度和变形规律具有重要理论意义和工程应用价值。