作为对人类生命及财产安全威胁最大的四大自然灾害之一,地震所导致的房屋建筑结构倒塌破坏问题一直无法避免。钢筋混凝土框架结构在我国的房屋建筑结构体系中应用最为广泛,在地震作用下结构坍塌破坏所产生的人员伤亡、经济损失十分严重。研究典型钢筋混凝土框架结构的倒塌模式及其废墟在强余震作用下的反应特征,如何设置救援通道及其支撑并保证救援安全性,可为地震现场提高救援安全性和提升救援效率提供方法和依据,具有重要的理论意义和实用价值。为此本文开展了相关的研究工作,具体如下:(1)搜集了实际震害中钢筋混凝土框架结构的破坏形式,查阅国内外的相关文献,总结了目前钢筋混凝土框架结构在地震作用下的主要倒塌形式,分析了框架结构的梁、柱结构的破坏机制;总结了目前关于钢筋混凝土框架结构在地震作用下倒塌的理论研究、试验研究和数值模拟研究的现状,确定了以大型通用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA作为本文数值模拟的基本手段。(2)选用典型的四层钢筋混凝土框架结构作为研究对象,并选取合适的地震动输入,分析该结构在地震作用下倒塌破坏的全过程;研究了强非线性倒塌模拟中钢筋与混凝土的本构关系、单元类型、建模形式、材料参数选取、破坏准则、动态接触算法、穿透等问题解决方法等。(3)通过对算例结构开展倒塌数值模拟分析,探讨揭示了框架结构在地震作用下不同时刻的倒塌过程及倒塌机理,研究分析了结构倒塌的临界时间与地震动特性的内在联系,以及在倒塌过程中结构内部存在的人员生存空间的安全性;通过提取框架结构在倒塌前各层的层间位移角,分析得到结构损伤破坏与层间位移角值变化的对应关系。(4)在原有的钢筋混凝土纯框架算例结构分析的基础上,引入填充墙来建立新的分析模型,从倒塌过程、倒塌效果、层间位移角变化等角度,对比研究了填充墙对框架结构房屋建筑倒塌的影响规律。(5)采用材料强度破坏准则,探究了对于柱底端已产生破坏的框架结构,在强余震以及上部结构重力荷载协同作用下,结构上端截面达到极限抗弯承载力的可能性,进而确定得到余震临界PGA以及对应的临界倾斜角度之间的关系。(6)总结了目前我国地震现场抢险救援的相关支撑材料与形式,利用动力显式分析软件ANSYS/LS-DYNA的重启动功能,建立了三角木支撑模拟救援通道,给出了设置支撑结构的倒塌废墟在强余震作用下的安全稳定性判别方法。