钢筋混凝土框架结构是我国建筑采用的最常见的结构形式之一,其在多遇和罕遇地震中的抗震研究在目前已经比较成熟。但是在遭遇高地震动峰值加速度作用时,结构发生倒塌破坏的形式和相应的破坏机理还尚显不足。在近年发生的强烈地震中,框架结构遭到严重破坏甚至倒塌的案例屡有发生,因此对框架结构的倒塌全过程分析,研究框架结构倒塌破坏机理,具有一定程度的现实意义。本文基于Abaqus平台,Vumat子程序对混凝土和钢筋本构模型材料进行了二次开发,通过所编写的材料子程序,模拟了钢筋、混凝土材料的破坏失效,实现了结构的倒塌,并对模拟结果做了相应的分析。具体如下:(1)基于Abaqus/explicit显式动力学分析模块,参考了T.J.Holmquist和G.R.Johnson提出的计算本构模型中的受压损伤模型和基于断裂能的拉伸损伤模型,结合相应的屈服面函数和流动法则,构建了考虑应变率效应的混凝土本构模型;对于钢筋应变应变率相关的金属Johnson-Cook本构模型进行了针对于国产钢筋的修正,并对应用于梁单元的Johnson-Cook损伤模型材料参数选取进行了简化处理。(2)建立了混凝土柱和一榀平面框架的有限元模型,在Abaqus/explicit分析模块中模拟了清华大学于2011年公布的拟静力倒塌试验。通过与公布的试验结果进行对比,证明数值模拟结果从整体的滞回曲线到框架局部的破坏方面都对试验进行了较好的还原。对比结果表明了钢筋混凝土框架结构利用实体单元模拟混凝土与用梁单元模拟钢筋的模拟形式是合理有效的,且能够直观的反应结构局部破坏的破坏形式,同时也验证了本构子程序的正确性。(3)对某四层钢筋混凝土框架结构进行了基于单元删除的地震倒塌模拟,对结构刚度较小方向输入400gal/600gal/800gal/1000gal峰值加速度,其他方向按比例调幅的汶川卧龙地震波,进行框架结构破坏与倒塌模拟。结果表明,底层柱中,轴压比较大的柱会率先破坏。同时,水平地震动对底层柱的破坏主要体现在柱脚部位的,而竖向地震动对底层柱的破坏主要体现在柱子中上部的压屈破坏。(4)选用其他四条经典地震动数据,进行了对结构刚度较小方向输入1000gal地震动峰值加速度的地震波(其他两个方向分别按相应的调幅系数进行调幅)下的倒塌破坏分析。对比分析了在固定水平PGA作用下,竖向地震动对于结构的破坏倒塌结果的影响。分析表明,在固定1000gal水平地震动峰值加速度的地震波作用下,竖向地震动峰值加速度越大,结构的侧移越小,而框架结构柱上端、梁柱节点及楼板部分的破坏越严重。