計算機仿真對結構工程有極大的實(shí)用價(jià)值，隨著(zhù)現代結構工程趨向超大型、超高型發(fā)展和結構的日益復雜，傳統的通過(guò)大量實(shí)物模型尋求規律的研究方法受到限制，發(fā)展結構工程的計算機仿真勢在必行。本文基于計算機仿真技術(shù)對框筒結構的地震反應進(jìn)行了一些探索性的研究。

　　結構工程的計算機仿真是根據結構或構件的少量試驗建立物理模型，基于嚴密理論分析得到數學(xué)模型，利用具體編程語(yǔ)言生成仿真模型，使用計算機進(jìn)行仿真分析，驗證所建立模型的合理性，然后擴大參數范圍，較廣泛地研究這些參數的影響，最終提出所研究問(wèn)題的計算方法，揭示結構反應的機理和描述結構的變形、開(kāi)裂和破壞的過(guò)程。通過(guò)仿真技術(shù)，便于把握結構在地震作用下的動(dòng)力響應過(guò)程，發(fā)現其規律，深化結構分析設計研究。

　　本文進(jìn)行了混凝土本構模型的研究，利用連續介質(zhì)力學(xué)和基于耗散過(guò)程的不可逆熱力學(xué)的方法，基于工程實(shí)踐應用的目的，確定了損傷演化方程，給出相對簡(jiǎn)單又符合實(shí)驗結果的混凝土本構模型數學(xué)表達式;分析了桿系模型研究的現狀，建立了考慮單元中有可能同時(shí)存在彈性區、開(kāi)裂區、屈服區變剛度桿單元模型，根據單元截面特性求出構件的開(kāi)裂、屈服、極限三點(diǎn)作用力和變形，確定M-N-φ關(guān)系，建立截面的單軸恢復力模型，根據Mroz強化理論來(lái)建立截面的雙軸恢復力模型;根據桁架模型確定單元塑性鉸區域的抗剪剛度;建立考慮單元剛域和粘結滑移的單元剛度矩陣。

　　根據實(shí)際地震動(dòng)存在三個(gè)平動(dòng)分量事實(shí)，從結構在地震作用下的反應和構件的真實(shí)性能出發(fā)，采用桿單元建立了考慮三個(gè)平動(dòng)分量的空間桿系模型；研究了結構振動(dòng)方程的直接積分的求解方法，給出了一種具有三階精度的求解方法。根據“小震不壞，中震可修，大震不倒”的抗震設防目標，避免罕遇地震作用下結構發(fā)生倒塌破壞，或保證結構具有某種合理的倒塌形式從而可有效的保證生命和財產(chǎn)安全，本文研究了結構的倒塌機理，分析了鋼筋混凝土桿系結構在地震作用下可能發(fā)生的倒塌破壞形式，確定了空間桿單元的幾何非線(xiàn)性剛度矩陣，研究了鋼筋混凝土結構的倒塌破壞中結構強度、變形、能量等因素的關(guān)系和影響。