本項目圍繞體外預應力結構在極端災害下的抗倒塌性能展開研究，通過靜力試驗手段和理論分析方法，開展了體外預應力鋼筋混凝土框架在關鍵柱失效后的抗倒塌性能研究，主要的研究工作如下：（1）通過對單層雙跨體外預應力鋼筋混凝土模型框架進行靜力倒塌實驗，分析了框架在局部豎向構件失效后的受力機制與懸鏈線作用機理，并對比了框架在預應力筋加固前后破壞形態與極限承載力的變化。研究結果表明：中柱失效后，體外預應力鋼筋混凝土框架的連續倒塌過程分為4個階段：彈性階段、彈塑性階段、受壓混凝土破壞階段和懸鏈線作用階段，結構主要通過壓拱機制和懸鏈線機制進行內力重分配。懸鏈線機制提供的抗力由側向約束的剛度和強度決定，當柱對梁提供的水平約束不足時，框架的倒塌抗力隨豎向位移的增大而不斷下降。體外預應力筋可提高框架的開裂荷載、壓拱作用階段的峰值荷載以及懸鏈線作用階段的極限荷載；（2）進行了體外預應力鋼筋混凝土框架的數值模擬分析，研究了混凝土強度等級、布筋形式、初始預應力值和轉向塊等參數對鋼筋混凝土框架倒塌抗力的影響，探明了體外預應力框架的設計參數與倒塌抗力分布規律關系；（3）結合試驗結果與現象對試驗模型框架受力過程進行了分析，建立了基于結構變形的體外預應力筋應力變化分析方法，推導出了體外預應力鋼筋混凝土框架倒塌破壞的極限荷載簡化計算公式，可用來預估體外預應力鋼筋混凝土框架考慮懸鏈線作用的極限承載力。研究成果將為體外預應力鋼筋混凝土框架的抗倒塌結構設計提供更為可靠的試驗依據，也為既有鋼筋混凝土框架結構的抗連續倒塌加固和改造提供依據。 2100433B

燃氣爆炸、恐怖襲擊、火災等偶然作用引起的建筑結構局部破壞后所產生的連續倒塌可能造成生命和財產的嚴重損失。在偶然荷載作用下，結構產生非線性大變形，且不斷積累損傷，導致結構薄弱部位或關鍵構件失效。當關鍵構件，如柱子失效時，失效柱處梁需形成懸索效應來實現結構內力重分布，使結構具有良好的跨越能力，才能避免結構發生連續倒塌。體外預應力鋼筋具有強度高，變形大的優點，可以與框架梁共同作用，利用懸索效應，阻止結構變形的進一步增大，從而防止連續性倒塌。本項目擬通過擬動力試驗手段和非線性靜力pushdown分析方法，開展體外預應力鋼筋混凝土框架在柱失效后的抗倒塌性能研究，探明體外預應力鋼筋的設計參數與框架抗連續倒塌抗力分布規律關系，揭示體外預應力鋼筋混凝土框架在柱失效后的受力機制與懸索作用機理，提出考慮預應力鋼筋懸索作用效應的結構極限承載力計算方法，為進行體外預應力鋼筋混凝土框架設計及加固與改造設計提供參考。

前言

第1章緒論

第2章結構重要構件判斷方法

第3章基于頻率靈敏度的關鍵構件判斷方法研究

第4章考慮初始缺陷的空間結構連續倒塌靜力仿真分析

第5章索失效的模擬方法研究

第6章撐桿截面和間距對連續倒塌的影響

第7章應力比值法研究張弦結構的動力放大系數

第8章提高結構抗連續倒塌性能的措施

第9章新廣州火車站屋蓋結構抗連續倒塌性能分析

第10章天津梅江會展中心抗連續倒塌性能分析 2100433B

本書對預應力張弦結構的抗連續倒塌分析方法、抗連續倒塌性能、提高抗連續倒塌能力的措施等進行了系統研究。具體內容包括：根據大跨空間結構的受力特性和荷載特點，提出基于頻率靈敏度的對稱分組方法來判斷大跨空間結構的關鍵構件；在ANSYS上二次開發出空間結構靜力仿真分析程序，為空間結構抗連續倒塌設計提供依據；提出采用預應力等效荷載法模擬張弦結構的拉索失效；給出防止張弦結構發生上弦局部破壞和撐桿連鎖破壞的充分條件；提出采用應力比值法研究張弦結構的動力放大系數。結合新廣州火車站和天津梅江會展中心張弦結構的抗連續倒塌設計，探討大跨空間結構抗連續倒塌的設計方法，提出多種張弦結構抗連續倒塌的措施。

結構抗連續倒塌設計是指結構因偶然荷載造成結構局部破壞失效，繼而引起失效破壞構件相連的構件連續破壞，最終導致相對于初始局部破壞更大范圍的倒塌破壞。

作用

對于某些比較重要的建筑結構，工程師在建筑結構設計時有責任防止結構連續性倒塌的發生，對其進行結構抗連續倒塌設計，保證結構在一定安全可靠度之下具有抵抗連續性倒塌的能力，當偶然荷載造成結構局部破壞時，結構能夠通過多種荷載路徑內力重分布阻止破壞過大范圍的蔓延，盡可能減少人員的傷亡和結構的破壞程度。 2100433B