获奖项目名称:钢框架结构抗连续倒塌分析理论、设计方法与工程应用

　　主要完成单位:中国建筑第二工程局有限公司、广州大学、中国建筑第八工程局有限公司、中南大学、广州机施建设集团有限公司、北京工业大学、中国建筑西南设计研究院有限公司、中建三局集团有限公司

　　主要完成人:张惊宙、李六连、乔达、贾学军、蒋彬辉、张占峰、李泓昊、周佳、王苑佐、张文津、赖国梁、于志伟、贝金录、姬永铁、茹幸

　　二、项目背景 

　　近年来，建筑结构在爆炸、撞击等极端事件下的连续倒塌问题日益突出，严重威胁人民生命财产安全。针对钢框架结构抗连续倒塌性能评估与设计的理论体系不完善、关键参数影响未量化、工程实用方法欠缺等问题，本项目研究了钢框架结构的抗连续倒塌机理，提出了系统的理论分析方法和实用设计方法。

　　三、创新成果 

　　（1）建立了钢框架结构抗连续倒塌静力分析理论。提出了钢框架结构抗连续倒塌极限承载力理论分析方法、板-梁协同贡献量化算法、荷载-位移曲线构建方法及多柱耦合失效理论，为钢框架结构工程抗倒塌设计提供了理论支撑。

图1 钢框架结构倒塌承载力理论计算方法

　　（2）建立了钢框架结构抗连续倒塌动力效应量化方法。提出了钢框架结构倒塌动力放大系数计算方法，揭示了多柱瞬时耦合失效工况下荷载水平与失效位置的耦合作用规律。引入强化系数和无量纲位移参数，提出了动力放大系数的快速计算公式，为钢框架结构连续倒塌快速评估提供了理论依据。

图2 动力放大效应量化方法

图3 动力放大系数

　　（3）建立了钢框架结构抗连续倒塌实用设计与评估方法。提出了考虑梁跨高比、板跨厚比和长宽比影响的钢框架结构倒塌临界位移和临界承载力简化算法，将复杂的理论计算公式转化为可供设计人员直接使用的图表，为钢框架结构的抗连续倒塌设计提供标准化工具。本项目获授权国家发明专利13件、发表SCI论文45篇、获省级工法2部、出版专著1部。

图4 倒塌临界承载力简化计算方法

　　四、推广应用情况 

　　本成果已应用于58项大型工程，建筑面积超500万平方米。社会效益突出，保障了极端荷载作用下建筑结构的安全，减少碳排放超18%，推动了建筑行业绿色化发展，具有广阔的推广应用价值。