结构倒塌是地震造成大量人员伤亡的最主要原因,所以倒塌机理及抗倒塌设计是结构工程学科的重要内容。严峻的震害实际表明当前业界对倒塌机理的认识尚不完善。本文以RC框架结构为例,通过结构模型地震模拟实验和理论分析,探讨了结构倒塌临界状态时荷载与抗力的关系,力图为结构倒塌机理的认识提供参考依据。主要结论如下。1.震害特征总结:随着地震强度的逐渐增加,框架结构的破坏呈现出明显的差异,初期以填充墙斜裂缝和四角压溃为主,直到柱上、下端出现塑性铰,进而整层甚至整体倒塌。2.以汶川地震中某中学框架结构教学楼为剖析对象,按照1:4的比例制作了结构模型,并进行地震模拟实验,记录了结构地震倒塌的全过程。3.按分解动作模式,分析了模型结构倒塌前各关键时刻代表性柱端的应变、位移及各层加速度等物理量的数值及相互关系。4.围绕“层屈服”倒塌模式,考虑代表性柱的材料强度和尺寸,建立了结构临界倒塌的状态方程。如果关键柱的配筋、强度及尺寸确定后,可以计算结构最大层间位移角。