钢筋与混凝土具有率敏感性,应变率势必会对混凝土结构地震反应与倒塌破坏行为造成影响,但目前国内外学者关于地震作用应变率对混凝土结构地震反应及连续倒塌破坏过程的研究较少,地震作用应变率对结构倒塌破坏机理的影响尚不清楚,有待进一步研究。针对动力荷载作用下结构非线性行为的研究多使用纤维模型,因此,部分学者基于该模型开发出了可考虑应变率效应的梁单元材料本构模型,但多数用来解决爆炸等冲击荷载问题,对地震应变率效应研究较少。另一方面,应变率对结构的影响多以材料静态强度乘增大系数的方式来考虑,由于地震作用应变率的时变性以及钢材和混凝土率相关行为的复杂性,单一地考虑材料强度增长对结构地震反应及倒塌过程的影响不够全面。此外,现有关于地震作用应变率对结构非线性动力行为的研究多以数值模拟为主,缺乏相关试验验证。基于此,编制出有试验依据且可准确考虑地震作用应变率时变特性的钢筋混凝土纤维梁单元模型,研究地震应变率对混凝土结构地震反应及连续倒塌破坏过程的影响有重要科学意义与实用价值。本文基于ABAQUS软件,开发了用于显式模块下可实时考虑应变率影响的钢筋混凝土动态纤维梁单元材料子程序,采用所编子程序研究了地震应变率对混凝土结构地震反应及连续倒塌破坏过程的影响。其主要研究内容如下:(1)基于FORTRAN语言,采用多种经典的钢材与混凝土单轴本构关系,引入材料率相关本构模型及材料最大应变破坏准则,编制了可有效考虑混凝土箍筋及钢管约束效应、钢材刚度退化、钢材与混凝土率敏性以及材料失效行为的动态纤维梁单元材料子程序。采用所编子程序分别对钢材与混凝土材料动态性能试验、梁柱构件动态加载试验以及混凝土结构的振动台试验进行了数值仿真,模拟结果表明,所开发的动态纤维梁材料子程序可用于结构非线性动力分析;(2)以振动台试验为研究对象,分别采用静态材料本模型与动态材料本构模型对试验过程进行数值模拟,研究了材料应变率效应对混凝土结构地震反应的影响。结果表明:考虑材料应变率效应后,结构最大顶层位移及最大层间位移均有所减小,与试验结果也更为接近。总之,考虑材料应变率效应后结构地震反应与结构实际情况更为符合,分析结果也更加合理、准确;(3)以一钢-混凝土组合框架结构为对象,研究了应变率对混凝土结构地震灾变及倒塌破坏过程的影响。研究结果表明:考虑材料应变率效应后,结构最大层间位移反应减小,最大基底剪力增加。此外,考虑应变率效应后,结构的抗倒塌能力有一定提升,但应变率对结构的倒塌模式影响不明显,故在结构地震倒塌分析中应适当考虑材料应变率的影响。