异形柱框架结构体系因能显著扩大建筑的有效使用面积,提高家具布置的灵活性等优点,近年来在多高层建筑中得到了广泛应用。与矩形柱截面相比,异形柱截面形状不规则,受力性能更加复杂,异形柱框架的抗倒塌性能与矩形柱框架也必然具有一定的相似与差异。本文通过试验研究和理论分析对钢筋混凝土异形柱框架结构的抗倒塌性能进行研究,为异形柱结构的抗倒塌设计提供参考。通过异形柱框架结构倒塌试验研究了空间钢筋混凝土异形柱框架结构的抗倒塌能力、倒塌破坏机理和最终的破坏形态。动力倒塌试验结果表明:根据现行规范设计的异形柱框架结构具有较强的抗倒塌能力,柱突然失效时结构的动力响应对结构的影响并不显著,结构不会发生倒塌。静力加载试验表明,异形柱框架结构最终会因顶层梁柱节点破坏而发生倒塌,梁柱节点属于异形柱框架结构抵抗连续倒塌的薄弱部位,需对其作进一步的加强。同时,纵向框架梁以及现浇楼板的空间拉结作用能够有效提高结构的抗倒塌能力,延缓和抑制结构的倒塌,在结构抗倒塌设计中应考虑楼板的贡献。有限元分析结果表明,异形柱框架结构撤柱瞬间的动力响应与构件的失效时间相关,对关键构件采取适当的保护措施,延缓失效时间,可以减弱结构局部破坏引起的动力响应,进而降低建筑物发生倒塌的风险。研究还表明,异形柱框架结构抵抗倒塌的过程中主要依靠梁机制和压力拱作用机制来提供倒塌抗力,框架梁的配筋是影响结构抗倒塌能力的主要因素,结构的抗倒塌能力随着框架梁配筋的增加而增大,框架设计时抗震设防烈度的提高能够显著增强异形柱框架结构的抗倒塌能力。异形柱框架和矩形柱框架抗倒塌能力的对比分析结果表明:小变形阶段,在框架梁截面和配筋完全相同的情况下,两者的抗倒塌能力非常接近相差不大;大变形阶段,异形柱框架由于梁柱节点先于框架梁发生破坏,使得结构悬链线作用不能充分发挥,无法提高结构整体的抗连续倒塌承载力。无法充分利用悬链线作用承载力是异形柱框架结构与矩形柱框架结构抵抗连续倒塌时最主要的差异。本文提出的基于材料的损伤模型能够较为准确的评价异形柱框架结构倒塌过程中混凝土、钢筋、结构构件直至楼层和整个结构体系的损伤状态。通过与试验结果的对比确定了倒塌损伤破坏程度与损伤指标值之间的对应关系,可以为后续进行同类型的异形柱框架结构倒塌损伤评价提供参考。