本文以不等跨栓焊刚性连接组合梁柱子结构(两跨三柱型)为研究对象,基于备用荷载路径法,通过理论分析、试验研究和数值模拟手段重点研究了不等跨栓焊刚性连接组合梁柱子结构抗倒塌性能,深入讨论了组合楼板和双跨梁不等高跨比对子结构抗倒塌能力的影响。本文主要研究内容及结论如下:(1)基于备用荷载路径法,在充分考虑楼板组合效应的基础上,以不等跨组合梁柱子结构为研究对象,提出了双跨组合梁在集中荷载作用下的显式简化模型,详细推导了其在连续倒塌过程中5个不同性态阶段(弹性阶段、弹塑性阶段、塑性阶段、过渡阶段及悬链线阶段)的承载力-位移相关计算公式,重点分析了组合梁柱子结构的抗连续倒塌机制。通过ABAQUS建立了相关数值分析模型,对理论公式进行了针对跨度比差异的数值模拟对比。结果表明,随着双跨梁跨度比的增大,组合梁柱子结构的初始刚度和最终承载能力会有所下降,且不利于压拱效应的发挥。理论公式计算结果与数值分析结果吻合较好,说明理论计算公式对不等跨组合梁柱子结构连续倒塌分析具有良好的通用性和较高的计算精度。(2)以不等跨栓焊连接节点组合梁柱子结构(跨度比为1.4)为研究对象,通过单调静力加载试验重点研究了试件的破坏模式,承载能力、变形能力、内力发展及抗力机制,并分析不等跨度对结构抗倒塌性能的影响。结果表明:在小变形阶段,楼板的存在可较明显的提高梁机制提供的抗力,并且板内钢筋在悬链线阶段对结构抵抗荷载起到了关键作用,即楼板与钢梁的组合作用对结构抵抗荷载作出了重要贡献。当失效柱与梁端受拉翼缘连接处发生断裂后,对应梁端截面弯矩急剧下降导致其抗弯能力大幅降低,该组合梁的悬链线机制抗力超过梁机制抗力贡献起到主要作用;而未发生破坏的梁,其抗弯能力下降不明显,此时主要通过梁机制和悬链线机制共同抵抗外载,表现出双跨梁抗力机制的不同步性。(3)利用有限元分析软件ABAQUS建立不等跨试件的精细化数值分析模型,对比试验结果与有限元分析结果,模型较为准确的再现了试件在中柱失效工况下的内力发展过程以及最终破坏模式,说明该模拟方法具有较高的精度,可作为组合梁柱子结构力学机理深入研究的重要手段。在此基础上,探讨了周边构件的轴向约束对梁柱子结构的抗倒塌承载能力的影响,结果表明周边构件对梁端提供的轴向约束可以使得结构的悬链线效应得到充分发挥,从而提高双跨梁的竖向承载能力。(4)对栓焊连接节点组合梁柱子结构进行数值模拟参数分析,重点分析了组合楼板、双跨梁不等高跨比(梁高、跨度等参数)对子结构抗倒塌性能的影响。结果表明,楼板与钢梁之间的组合作用可以有效提高结构的初始刚度和承载能力,实际工程中应该充分考虑楼板对结构抗倒塌性能的有利作用。高跨比是影响子结构抗倒塌性能的关键参数,根据与失效柱相连的双跨梁高跨比不等可分为两种情形:(1)梁高不变,跨度不等;(2)跨度不变,梁高不等。基于足尺模型定量分析了此两种情形下组合梁柱子结构的抗力机制作用占比。结果表明,双跨梁高跨比不等情形下,所有试件在整个加载过程中梁机制贡献占比基本都在60%~70%范围之内,悬链线机制贡献占比约在30%~40%。依此提出了在两种情形下双跨梁分别对子结构悬链线机制抗力贡献占比的经验公式,可为抗倒塌设计规范和工程应用提供参考。最后,利用能量平衡原理考察了不等跨组合梁柱子结构试件在突加外载作用下的结构动力响应,结果表明组合梁柱子结构较纯钢梁柱子结构的在动力荷载作用下具有更高的承载能力;情形(1)下所有试件随着右梁高跨比的增大,最大拟静力荷载不断增大,其中等跨试件具有最大的位移,说明在动力荷载作用下等跨结构较非等跨结构更有利于结构的位移发展,具有更大的冗余度;情形(2)下随着右跨梁高的增大,可以显著提高组合梁柱子结构在动力荷载作用下的承载能力,但是不利于结构的变形发展。