本项目研究内容及成果属于土木建筑结构领域。

    我国70%以上大中城市处于抗震设防区，混凝土框架结构在我国城市建筑特别是大型公共建筑中应用十分广泛，仅按照"三水准、两阶段"进行抗震设计难以满足性能要求，强震作用下混凝土框架结构的抗倒塌设计方法一直是工程界关注的重要问题。本项目以抗地震倒塌为主线，系统研究了混凝土框架结构倒塌破坏机理与强震损伤模型，形成了混凝土框架结构抗倒塌设计方法，主要技术内容包括：（1）国内外首次提出框架结构倒塌破坏的域分析模型，实现了对结构地震响应不确定性及建筑物抵御地震作用系统特性的综合考虑；以结构丧失稳定性作为评判标准，将结构的运动失稳定义为基于域模型的倒塌临界状态，并基于倒塌控制点与极限点定义倒塌破坏区间，并提出倒塌概率的计算方法。（2）国内外首次提出塑性铰密度破坏准则，以柱端塑性铰为损伤变量定义结构地震作用下的整体倒塌破坏，综合考虑了构件的破坏数量、位置与损伤程度三个因素，并给出基于塑性铰密度的结构地震倒塌计算方法，建立了矩形截面极限曲率计算公式和基于域模型的倒塌破坏量化分析方法，给出框架结构的倒塌指数计算方法与倒塌分析流程。（3）在我国较早引入混凝土结构基于性能的抗震设计理论与方法，首次提出将结构失效概率自然对数的负值作为设计性能安全指数，通过计算结构失效概率对各构件可靠指标一阶偏导数的方法，建立了结构的设计性能安全等级，并从结构的破坏程度出发，首次将结构抗震性能划分为五个水准。（4）国内外首次完成大比例钢筋混凝土框架柱的低周疲劳性能试验研究，研究了加载幅值与滞回耗能的关系，建立了以延性比为参数的钢筋混凝土柱低周疲劳寿命曲线，并定义引起结构破坏的非弹性阶段耗能为有效耗能，基于有效耗能理论，提出有效耗能因子，给出改进的双参数破坏准则及其简化计算公式。（5）国内外首次完成轻骨料混凝土框架结构抗震性能试验，基于加载路径和塑性铰发育程度建立了框架结构抗倒塌破坏准则，揭示了整体模型结构地震损伤演化机理，完成了强震作用下轻骨料混凝土框架结构的抗倒塌能力评估，提出轻骨料混凝土框架结构的抗地震倒塌设计建议。

    本项目研究历时3年，投入研究经费52万元，在国内外学术期刊发表学术论文50余篇，其中，SCI收录2篇、EI收录18篇；授权实用新型专利1项。相关成果陕西宾馆、延安革命纪念馆新馆、西安曲江银泰国际购物中心等多项大型公共建筑中应用，新增产值607万元，节省支出992万元，新增利润1143.75万元。成果应用保障了大型公共建筑的安全，提高了混凝土框架结构的抗灾防灾能力，产生了显著的经济和社会效益。

    本研究成果已获得2015年度陕西省高等学校科学技术一等奖（15H01）。