由建筑结构关键构件损伤、失效引起的连续倒塌(Progressive Collapse)现象已成为设计、研究人员广泛关注的领域。由于连续倒塌过程中,构件会发生明显的变形,并伴随着振动、断裂、碰撞等强非线性行为,空间复杂结构框架的连续倒塌分析与模拟在传统有限元软件的实施过程中效率有限。向量式有限元(Vector Form Intrinsic Finite Element)在解决结构以及机构的大变形、断裂、倒塌、碰撞等复杂问题方面有较大的优势。在抗震设计中,自复位耗能支撑(Self-Centering Energy Dissipation Braces)既可以有效控制结构的残余变形,又能耗散地震输入能量,结构发生的竖向连续倒塌和地震作用下的结构振动反应有共同特点,自复位耗能支撑很显然对结构抗连续倒塌也有正面影响。本文基于空间向量式有限元基本原理,进行了空间杆系结构的断裂和碰撞数值模拟,分别采用非线性动力分析方法和等效内力瞬时卸载法对布置了不同参数设置下自复位耗能支撑的钢框架进行水平向的地震时程分析和竖向连续倒塌时程分析,探究自复位耗能支撑在两种模式下的最佳参数设置,主要研究内容如下:(1)介绍空间向量式有限元方法在处理结构大变形、机构运动、断裂碰撞等强非线性行为的主要分析思路,详细阐述了空间梁式杆单元的基本理论和计算流程。建立了适用于向量式有限元方法的自复位耗能支撑恢复力模型。(2)参考基于刚度比的支撑设计方法,拟定自复位耗能支撑三个主要参数的分析流程,设计算例并进行程序验证,使用向量式有限元法先后进行纯框架、布置不同参数支撑下结构的水平地震时程分析,综合位移、内力、耗能等多项指标研究自复位耗能支撑不同参数组合的消能减震效果。(3)使用内力等效的瞬时卸载法模拟框架底层柱失效,基于向量式有限元法进行失效前后阶段的结构竖向非线性动力分析。基于前述支撑参数组合研究结果对自复位耗能支撑钢框架进行竖向非线性动力分析,对比研究支撑不同参数组合对结构抗竖向连续倒塌的影响以及支撑对内力和变形发展的影响。(4)优化断裂准则、断裂模式,制定并详细介绍了接触侦测和碰撞反应的实施流程,验证初步建立的向量式有限元空间杆系结构断裂、碰撞现象全过程模拟平台,进行参数化和可视化的结构拆除竖向受力构件连续倒塌过程模拟,研究钢框架在布置自复位耗能支撑后对结构连续倒塌过程的影响。