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结构的连续性倒塌可描述为结构在偶然荷载作用下发生初始破坏,导致某些结构构件失效并失去承载能力,原本由这些构件承担的荷载需要向周边的结构构件传递,在内力重分布的过程中越来越多的构件由于无法承担新传来的荷载而发生失效,随着这种破坏逐渐扩展,最终导致结构垮塌或者发生与初始破坏不成比例的大范围坍塌。建筑物的连续性倒塌发生的概率比较小,但是造成的社会生命财产损失十分巨大。虽然我国对结构鲁棒性的研究起步稍晚,但是对这一问题却极为重视,目前在结构抗连续性倒塌研究方面也取得了丰硕的成果,并于2015年颁布了我国的结构抗连续性倒塌规范《建筑结构抗倒塌设计规范(附条文说明)CECS392:2014》。本课题的主要目的是采用试验的方法对刚性钢框架结构的鲁棒性进行研究,以解决目前结构连续性倒塌研究中存在的一些问题。 首先,进行带楼板的单层三维刚性钢框架结构准静态连续性倒塌试验,考察刚性钢框架结构在中柱失效工况下的抗连续性倒塌性能。对试验数据进行处理以分析弯曲效应和悬链线效应,发现在整个试验过程中,弯曲效应是结构抗倒塌的主要力学机制;然而随着变形的增大,悬链线效应对结构鲁棒性的贡献逐渐增大; 其次,将本次试验的结果与之前进行的不带楼板单层三维钢框架结构连续性倒塌试验的试验结果进行对比,研究楼板对结构鲁棒性的影响,特别是在结构倒塌过程中楼板对抗倒塌力学机制发展的影响。对比结果表明楼板体系可以显著地提高钢框架结构的抗连续性倒塌性能; 最后,提出一种加固既有结构的方法,以提升刚性钢框架结构的鲁棒性。即在梁柱节点附近的主梁下翼缘外贴焊钢板,增大部分主梁截面从而提高其抗弯刚度,并进行相同加载方式下的连续性倒塌拟静力试验,尽管试验过程中由于焊缝发生开裂使试验提前终止,但是可以观察到该方案可以有效地提高结构的初始刚度以及抗连续性倒塌能力,从而证明该方法的有效性。