强地震作用下超高层建筑倒塌过程数值模拟

以筒体和框架－筒体超高层建筑混凝土结构为对象，以材料的本构模型、基于截面的复合受力状态下墙体和楼板构件的破坏准则为基础，以离散单元法为手段，建立超高层混凝土结构混合离散单元计算模型，发展相应结构在强震下倒塌反应的数值分析方法。根据混凝土筒体和框架－筒体结构在地震作用下的反应特点以及倒塌特征，将结构离散为通过弹簧相连接的多个刚体，并确定刚体之间的弹簧连接方式。数值计算时，采用基于冲量形式碰撞力学模型描述离散块体间的碰撞。采用大块体板、柱混合离散单元模型及并行计算技术，减少结构倒塌过程数值模拟分析的计算时间。在数值模拟基础上，建立包含能够准确全面地诠释计算成果的三维图形演示模块的仿真系统，并经模型试验和现场记录验证。借助于结构空间倒塌反应仿真系统，选择典型结构及不同参数进行数值试验和分析，揭示结构倒塌机制。