建筑结构倒塌往往造成大量的人员伤亡及财产损失,巨震作用下的倒塌过程通常具有强非线性及介质不连续特点,理论分析难以得到结构倒塌的准确结果,足尺或缩尺模型试验需要耗费大量的人力、物力及财力,而有限单元法只能给出建筑是否倒塌的判断,难以求解倒塌过程中的大变形问题,因此,实现结构倒塌全过程模拟具有重要的研究意义。现有关于地震作用下人员逃生疏散模拟大都采用“一刀切”的疏散模式,未考虑实际情况中,底层构件往往受力较大率先发生倒塌破坏导致出口堵塞,造成人员无法继续疏散的现象,模拟结果与实际情况存在较大差异。结构发生倒塌后,如果人员无法及时疏散至室外就会造成人员伤亡,现有关于地震作用下的人员伤亡评估大部分采用基于历史震害数据或基于建筑易损性的快速评估方法,这些方法主要针对区域震害的人员伤亡快速评估,不适用于单栋建筑的人员伤亡精细化评估。针对上述存在的问题,本文第二章基于离散单元法的基本原理,将建筑结构离散为梁板柱单元,通过广义约束与弹簧约束连接模拟单元间的受力及变形情况。基于物理引擎Bullet计算离散刚体间的复杂运动和相互碰撞过程,实现离散刚体运动状态的实时更新,得到建筑的完整倒塌过程,并以此完成结构倒塌破坏机理的分析。第三章首先分析了传统社会力模型中存在的不足,综合考虑人员恐慌心理状态及地震诱发的下落碎片对人员疏散速度的影响,将社会力模型进行改进;其次,基于改进后的社会力模型,提出考虑人员避难行为的逃生疏散模拟,实现地震来临时单栋建筑内的人员逃生过程模拟。第四章在结合第二章的建筑倒塌过程及碎片分布情况和第三章中人员疏散模拟结果的基础上,给出了地震来临时单栋建筑的人员伤亡精细化评估。本文的模拟结果可用于分析、研究地震作用下结构的倒塌破坏机理及结构本身的抗倒塌能力,提前发现结构的相对薄弱层及地震诱发的构件下落碎片分布情况,对结构抗震设计、人员逃生疏散提供指导,并实现单栋建筑人员伤亡的精细化评估。此外,与传统“一刀切”的疏散模拟相比,本文的疏散过程与实际情况更符合,模拟结果更真实、准确。