本项目围绕体外预应力结构在极端灾害下的抗倒塌性能展开研究，通过静力试验手段和理论分析方法，开展了体外预应力钢筋混凝土框架在关键柱失效后的抗倒塌性能研究，主要的研究工作如下：（1）通过对单层双跨体外预应力钢筋混凝土模型框架进行静力倒塌实验，分析了框架在局部竖向构件失效后的受力机制与悬链线作用机理，并对比了框架在预应力筋加固前后破坏形态与极限承载力的变化。研究结果表明：中柱失效后，体外预应力钢筋混凝土框架的连续倒塌过程分为4个阶段：弹性阶段、弹塑性阶段、受压混凝土破坏阶段和悬链线作用阶段，结构主要通过压拱机制和悬链线机制进行内力重分配。悬链线机制提供的抗力由侧向约束的刚度和强度决定，当柱对梁提供的水平约束不足时，框架的倒塌抗力随竖向位移的增大而不断下降。体外预应力筋可提高框架的开裂荷载、压拱作用阶段的峰值荷载以及悬链线作用阶段的极限荷载；（2）进行了体外预应力钢筋混凝土框架的数值模拟分析，研究了混凝土强度等级、布筋形式、初始预应力值和转向块等参数对钢筋混凝土框架倒塌抗力的影响，探明了体外预应力框架的设计参数与倒塌抗力分布规律关系；（3）结合试验结果与现象对试验模型框架受力过程进行了分析，建立了基于结构变形的体外预应力筋应力变化分析方法，推导出了体外预应力钢筋混凝土框架倒塌破坏的极限荷载简化计算公式，可用来预估体外预应力钢筋混凝土框架考虑悬链线作用的极限承载力。研究成果将为体外预应力钢筋混凝土框架的抗倒塌结构设计提供更为可靠的试验依据，也为既有钢筋混凝土框架结构的抗连续倒塌加固和改造提供依据。 2100433B

燃气爆炸、恐怖袭击、火灾等偶然作用引起的建筑结构局部破坏后所产生的连续倒塌可能造成生命和财产的严重损失。在偶然荷载作用下，结构产生非线性大变形，且不断积累损伤，导致结构薄弱部位或关键构件失效。当关键构件，如柱子失效时，失效柱处梁需形成悬索效应来实现结构内力重分布，使结构具有良好的跨越能力，才能避免结构发生连续倒塌。体外预应力钢筋具有强度高，变形大的优点，可以与框架梁共同作用，利用悬索效应，阻止结构变形的进一步增大，从而防止连续性倒塌。本项目拟通过拟动力试验手段和非线性静力pushdown分析方法，开展体外预应力钢筋混凝土框架在柱失效后的抗倒塌性能研究，探明体外预应力钢筋的设计参数与框架抗连续倒塌抗力分布规律关系，揭示体外预应力钢筋混凝土框架在柱失效后的受力机制与悬索作用机理，提出考虑预应力钢筋悬索作用效应的结构极限承载力计算方法，为进行体外预应力钢筋混凝土框架设计及加固与改造设计提供参考。

前言

第1章绪论

第2章结构重要构件判断方法

第3章基于频率灵敏度的关键构件判断方法研究

第4章考虑初始缺陷的空间结构连续倒塌静力仿真分析

第5章索失效的模拟方法研究

第6章撑杆截面和间距对连续倒塌的影响

第7章应力比值法研究张弦结构的动力放大系数

第8章提高结构抗连续倒塌性能的措施

第9章新广州火车站屋盖结构抗连续倒塌性能分析

第10章天津梅江会展中心抗连续倒塌性能分析 2100433B

本书对预应力张弦结构的抗连续倒塌分析方法、抗连续倒塌性能、提高抗连续倒塌能力的措施等进行了系统研究。具体内容包括：根据大跨空间结构的受力特性和荷载特点，提出基于频率灵敏度的对称分组方法来判断大跨空间结构的关键构件；在ANSYS上二次开发出空间结构静力仿真分析程序，为空间结构抗连续倒塌设计提供依据；提出采用预应力等效荷载法模拟张弦结构的拉索失效；给出防止张弦结构发生上弦局部破坏和撑杆连锁破坏的充分条件；提出采用应力比值法研究张弦结构的动力放大系数。结合新广州火车站和天津梅江会展中心张弦结构的抗连续倒塌设计，探讨大跨空间结构抗连续倒塌的设计方法，提出多种张弦结构抗连续倒塌的措施。

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