从历史上看,在偶然荷载下建筑物发生倒塌事故的例子并不鲜见。特别是近年美国俄亥俄州Alfred P.Murrah大楼和纽约世贸双塔遭遇恐怖袭击,建筑发生部分和整体倒塌,更是把对建筑结构安全性能的研究,推到结构工程领域的前沿。国内外研究人员对钢筋混凝土框架结构连续倒塌性能进行了较为广泛的研究,主要针对的是钢结构或混凝土框架等梁柱结构,但对钢筋混凝土板柱结构抗连续倒塌破坏的研究却很少见。混凝土板柱结构是一种常用的结构形式,具有多种优点,但其发生连续倒塌破坏的潜在危险因素,却较梁柱结构复杂,对于结构工程师而言,避免板柱结构遭受意外荷载发生连续倒塌这方面,仍缺少相关的概念和试验依据。1.本文采用拟静力的试验方法,对板柱结构进行了中柱破坏(位移达到板厚1倍)、边柱破坏(位移达到板厚2倍)和角柱破坏(位移达到板厚2倍)的抗连续倒塌试验。所谓柱破坏就是正常工作状态下,板柱结构进行抽柱或移柱,来模拟框架柱失效后的结构倒塌。基于试验结果研究了板柱结构在连续倒塌过程中的破坏过程和受力状态,探讨了板柱结构在下层柱破坏后,形成的新荷载路径和传力转换机制,板的压-拉力薄膜作用可以在板柱结构柱破坏后提供高于屈服线承载力的抗倒塌能力。试验以持续施加均布荷载的方式估计结构倒塌极限承载力。试验板柱结构的设计和一些构造措施,在抵抗倒塌冲击的过程发挥了重要作用。2.基于板屈服线形式,按屈服线理论计算板承载力。依据板柱结构试验参数,建立有限元分析模型,分别对三种位置柱破坏后的倒塌过程进行模拟分析,将计算结果与试验结果进行对比分析,讨论倒塌破坏形态,最大承载力等等方面的计算结果,比较完整和准确的模拟了板柱结构试验过程,揭示了板柱结构受力特性,可以用来模拟和计算板柱结构的抗连续倒塌能力,为板柱结构进行抗连续倒塌设计提供了参考。3.基于板柱结构中间区格、边区格和角区格倒塌试验获得的板面转角临界值,建立板柱结构抗倒塌设计的临界判定标准。在静力抗倒塌设计荷载作用下,依据试验获得板柱结构倒塌判定值,指导板柱结构抗倒塌设计。另外通过有限元模型参数分析,讨论了板柱结构配筋率,混凝土强度和层数对结构倒塌的影响。4.对中间区格试验板柱结构进行了集中荷载试验。中间区格板在自身均布荷载作用下,仍能提供一定程度集中荷载承载力,说明板柱结构在其柱破坏后不仅具有均布荷载承载能力,还可以分担上层柱传轴力,可以为解决多层板柱结构柱传轴力的问题提供路径。本文建模分析与集中力试验结果吻合较好,并对边区格和角区格也进行集中力加载的模拟分析。通过静载试验来模拟固支板结构承担集中力作用能力。板的压力薄膜作用使得其集中力承载能力比屈服线理论计算值提高40%左右。根据试验结果,研究了承受集中荷载板的倒塌过程的静力特性,破坏过程和受力特点,并指出依靠板压-拉力薄膜作用实现板结构抵抗集中荷载的途径,建立了对应有限元模型,进行过程分析。5.完成了在实验室刚性地基上的板柱结构模态试验。结果表明了随混凝土龄期增长,结构各阶频率也得到增加,而试验期间温度变化对各阶频率的影响较小。本文依据试验结果和有限元模拟分析对该板柱结构进行了参数识别和损伤诊断,识别出该板柱结构“中柱”(浇注框架时用千斤顶替代该中柱)无法传递节点弯矩和提供向下的支持力,为板柱结构的损伤诊断提供了参考。6.基于试验和分析结果,提出了板柱结构抗倒塌设计流程,充分发挥板柱结构抗倒塌性能。分析板柱结构柱破坏后相邻柱轴压比变化以及相邻板柱节点不对称冲切,提出改善结构体系,保证连续性、赘余度的构造措施以及充分利用板的压-拉力薄膜悬索作用效应以增加结构的抗倒塌性能。