建筑物倒塌的特点可归因于由极端或异常事件（如地震、洪水、风暴、山体滑坡、爆炸、车辆撞击，甚至是施工或设计错误）引起的局部初始故障传播。由于全球极端事件发生频率和破坏性呈上升趋势，无论造成破坏的潜在威胁如何，当前亟需设计出坚固耐用且对初始破坏不敏感的建筑结构。据统计，2000年至2019年内因建筑物倒塌引起的灾害造成了2.97万亿美元的经济损失，并夺走了约123万人的生命。过往研究主要集中于防止初始失效后引发倒塌，而非防止倒塌扩展。这种趋势可追溯至1968年罗南角公寓部分连续倒塌后，在结构稳固性领域进行首次具有影响力的研究。尽管完全防止倒塌比限制倒塌范围更可取，但难免会发生不可预计的事件，且重大建筑倒塌事件也时有发生。
受蜥蜴尾部自动切除以逃离危险的启发，可将结构系统分离成多个部分，通过沿预先确定的分段边界促进受控裂缝来限制失效扩展，从而将不同部分结构系统在倒塌蔓延时隔离，有效防止建筑物倒塌传播。研究人员提出了一种用于延缓由巨大初始破坏引发建筑物倒塌的创新方法。所提出的基于层级结构的倒塌隔离设计可确保在运行条件下和建筑局部初始倒塌后有足够的连通性，通过重新分配荷载从而完全防止倒塌发生。同时，所设计的结构系统还可将倒塌分离成不同部分，并在倒塌不可避免地扩散时将其隔离。此外，该方法需精确描述所需控制的倒塌传播机制特征，故将基于层级结构的倒塌隔离应用于框架式建筑结构，并通过计算模拟和专门设计的全尺寸建筑局部倒塌测试验证。研究结果表明，在建筑设计中采用基于层级结构的倒塌隔离方法是可行的。
所提方法可作为极端事件导致重大建筑物倒塌时的最后一道防线。这为在不同建筑类型和不同建筑构件中开发、测试和实施所提出的解决方案铺平道路。这一发现为稳健性设计提供机会，将催生新一代避免灾难性建筑倒塌的解决方案。相关研究成果发表于《Nature》[1]。
[1] Arresting failure propagation in buildings through collapse
isolation
