对新型十字形、工字形非屈服段防屈曲的滞回性能进行了试验研究和有限元分析，结合研究结果和试件的破坏特征，提出了设计建议。认为工字形截面无约束段可以解决十字形截面抗弯能力较弱、容易发生屈曲失稳的缺点。新型防屈曲支撑滞回性能稳定饱满，无粘结材料有效消除了拉压承载力不平衡，支撑耗能能力强，最大延性和累计延性均满足要求。两层单跨防屈曲支撑框架结构的拟静力试验标明其具有良好的抗震性能和抗倒塌性能。结构构件的屈服和破坏直至倒塌失效遵循着防屈曲支撑—梁—柱的顺序，属于支撑梁铰破坏机制，防屈曲支撑起到了保护主体结构的作用。框架结构安装防屈曲支撑后，结构的抗侧刚度、极限承载力和耗散能力可以显著提高，并且具有良好的延性、稳定的后期刚度和承载能力。我国现行的建筑结构设计规范在整体结构的安全性考虑上有所缺失,也没有考虑结构受损后的连续倒塌失效模式，没有提供相应的结构抗连续倒塌设计方法。本项目通过静力Pushover分析和时程分析，得到了防屈曲支撑与钢框架结构的合理刚度和强度匹配原则，确定了防屈曲的最优布置方式和布置原则，并获得了结构体系的塑性铰形成机制与发展规律。并认为在地震作用下，防屈曲支撑在钢框架结构中发挥耗能减振机理作用。研究了防屈曲支撑对实现钢框架结构整体协同受力及整体屈服机制，通过防屈曲支撑钢框架与纯钢框架结构的整体超强系数Rs与整体延性折减系数Rμ的对比，确定了防屈曲支撑提高钢框架结构整体稳定性、抗震承载能力、塑性变形能力（整体延性）和抗地震倒塌能力的作用。运用Pushdown分析和IDA技术，研究了完整结构以及防屈曲支撑和柱破坏后的损伤结构在地震作用下的侧向增量倒塌和竖向连续倒塌失效模式和性能点。基于冗余性系数RR明确了结构局部损伤的发生对结构抵抗倒塌能力的影响。确定了地震反应修正系数R=RsRμRR，从而实现基于结构整体承载力的抗地震连续倒塌设计方法。采用能力谱法和动力能力谱法确定结构局部受损前后“性能点”对应的地震反应修正系数的需求值，从而基于“能力需求比”实现结构的抗倒塌性能评定与设计。研究成果为相关设计规范修订提供了理论依据和技术支持，并可推动防屈曲支撑钢框架结构工程实际应用。 2100433B

研制开发具有自主知识产权的新型防屈曲支撑，确定新型的截面组成方式和构造措施，使其满足构造形式合理、加工制作简便、性能优良的要求，并对其抗震性能进行深入的理论与试验研究。结合汶川地震的震害调查数据，运用模态Pushover和Pushdown，IDA和竖向IDA等分析技术综合考虑结构在地震作用下的侧向增量倒塌失效模式和竖向连续倒塌失效模式。研究确定新型防屈曲支撑钢框架抗地震倒塌最为合理的结构形式、构件刚度匹配原则和支撑布置方式，并给出新型防屈曲支撑提高钢框架结构抗地震倒塌能力的定量化指标。采用能力谱法和动力能力谱法研究完整结构基于整体位移设计表达式的抗侧向增量倒塌设计方法，并研究损伤结构基于整体承载力设计表达式的抗竖向连续倒塌设计方法，给出提高结构抗倒塌能力的概念设计准则和抗震构造措施建议，从而为汶川地震后的建筑抗震设计规范修订提供理论依据和决策支持，并推动工程实际应用。

《新型空间结构分析、设计与施工》是由浙江大学和上海交通大学空间结构研究中心长期从事空间结构教学、科研和工程实践的科技工作者，根据所取得的科技成果撰写的一本专著。《新型空间结构分析、设计与施工》分新型网架结构、新型网壳结构、索杆张力结构、和膜结构四篇，论述了多种传统和新型空间结构分析、设计与施工中的基础理论和共性技术问题，结构分析中包含计算方法、强度、抗震、抗风、稳定、软件编制应用和工程实例；结构设计中包括一般设计原则、选型、杆件和节点设计；结构施工中包括施工方法、步骤和全过程分析。注重理论与应用相结合，力求做到系统性、完整性、实用性和可读性。在内容上与我国相应的国家规范和规程相一致，并吸取国内外空间结构的最新科技成果和实践经验。全书共分四篇三十七章，按空间结构类型和形式顺序编写，第一篇共十四章，阐述传统以及新型的网架结构；第二篇共十一章，介绍传统以及新型的网壳结构；第三篇共八章，介绍新型的索杆张力结构；第四篇共四章，介绍膜结构。《新型空间结构分析、设计与施工》可供建筑空间结构工程设计、科研、施工和管理人员使用，也可作为高等院校土建相关专业师生的教材和参考书。2100433B

防屈曲支撑是一种集抗侧力与消能减震于一体的新型构件，具有广阔应用前景。本课题将围绕一组创新型装配式组合防屈曲支撑，对其设计理论展开全面深入的研究。这种装配式组合防屈曲支撑与一般防屈曲支撑的最大区别在于外围约束构件的组成及受力机理不同，前者由多个钢制约束组件通过螺栓装配而成，其构造特点使得构件加工与精度控制更简便，利于现场组装，而且震后修复拆装也仅需更换内核构件，维护成本低。本研究将借助理论分析与试验研究相结合的手段，揭示这种装配式组合防屈曲支撑的外围约束机理与构件破坏模式，确定不同类型支撑的约束比限值要求；由于螺栓连接对外围约束构件形成有效的捆绑作用是此类构件正常工作的前提，因而将对连接捆绑作用的设计方法进行独创性的研究。为配合与推广这类新型支撑的工程应用，本课题还将通过剖析防屈曲支撑与框架结构间的相互作用关系，确定关键设计参数的取值，并辅以试验研究，建立防屈曲支撑框架结构的设计方法。

随着钢结构在工业以及民用建筑中的应用日益广泛，在恐怖主义爆炸袭击频繁的今天，研究钢结构建筑，特别是重要建筑，在偶然荷载作用下的结构响应以及抗倒塌性能，具有重大意义。本项目主要针对钢框架结构在中柱失效工况下的鲁棒性了研究。利用试验研究和数值模拟的方法，考察了无楼板以及带楼板三维刚性连接钢框架结构的抗连续性倒塌性能，并分析两大力学机制，即弯曲效应以及悬链线效应对结构抗倒塌能力的贡献；在试验数据的基础上，利用能量法估算结构体系在中柱突然失效后的动力响应。通过对比分析，揭示了楼板体系对钢框架结构抗连续性倒塌性能的影响，并分析了混凝土强度、楼板厚度以及配筋率等参数对钢框架结构抗连续性倒塌性能的影响。研究结果表明，刚性连接钢框架结构具有良好的延性以及抗倒塌性能；楼板对与结构的抗倒塌性能以及结构体系中抗倒塌力学机制的形成和发展都有着十分重要的影响；楼板体系可以提高结构体系的承载力，但是结构的延性有所降低；不带楼板和带楼板的试验模型均不会在中柱突然失效后发生连续性倒塌；美国国防部颁布的结构抗连续性倒塌设计规范（UFC 4-023-03）所给出的计算动力放大系数的方法不够准确也不够保守。在以上研究结果的基础上，提出了能够提高钢框架结构抗连续性倒塌性能的加固方法，即梁柱节点附近钢梁下翼缘加盖板；利用试验和数值模拟验证了该方法的有效性并讨论了该方法的经济性。总之，本研究对阐明钢框架结构在失效工况下的倒塌机理，从而进一步发展钢框架结构的抗连续性倒塌分析、设计与加固方法具有理论意义，指导作用和实用价值。 2100433B