砌体填充墙RC框架结构作为建筑工程中最常见的一种结构体系,在我国以及世界范围内都有着广泛的应用。在实际的结构分析和设计中,填充墙一般视作非结构构件,不考虑填充墙对结构抗震性能的影响。然而,在实际地震作用下,填充墙和外围框架之间的相互作用往往不可忽略,可能会改变结构的整体受力机制,对结构的抗震性能产生显著影响。在过去的几十年间,尽管对填充墙框架结构已经进行了大量的研究,取得了一定的进展;但是,由于填充墙与框架之间的相互作用非常复杂,涉及到框架梁柱构件中的分散型受弯裂缝和剪切裂缝、砂浆的抗拉开裂和受压破坏、砌块沿着砂浆层的剪切滑移以及砌块本身的开裂和受压失效等破坏行为,到目前为止依然缺乏合理的数值模拟方法来评估结构的受力性能。因此,本文在改进扩展有限元方法(XFEM)模拟拟脆性材料开裂界面受力性能的基础上,提出了基于扩展有限元的填充墙RC框架结构精细化数值模拟方法;研究了结构几何参数等对填充墙RC框架结构平面内性能的影响,揭示了填充墙RC框架结构的相互作用机制;考虑峰值承载力下结构各部分所处的实际状态,提出了填充墙RC框架结构的简化分析模型,可用于填充墙RC框架结构的整体性能分析。本文的主要研究内容包括以下四个部分:(1)扩展有限元方法是模拟不连续问题的最有效数值方法之一,考虑到目前扩展有限元方法对混凝土、砌体等拟脆性材料的开裂界面受力性能模拟还不够精确,本文对扩展有限单元开裂界面的非线性受力性能进行了改进,提出了可以精确模拟界面法向循环加载软化性能、摩擦滑移、几何膨胀、压应力作用下界面塑性压缩以及弹性受拉刚度退化等性能的精细界面本构模型;以及更加有效的单元划分方案用于对单元不连续情况进行数值积分,实现了模拟拟脆性材料开裂扩展时,既可以精准地模拟裂缝的开裂扩展路径,克服有限元网格依赖性,又可以精确地模拟拟脆性材料开裂过程中多方面的受力性能。采用MATLAB编制程序对三个拟脆性材料开裂试验进行数值模拟,表明本文提出的方法不仅能够准确地描述混凝土等拟脆性材料开裂过程中的不连续特性,同时可以精准地模拟裂缝界面上的受力性能。本文还分析了剪切断裂参数对混合开裂的影响,以更好地确定相关参数的取值,为填充墙RC框架有限元模型的校准程序提供有力的数据支持。(2)现有填充墙RC框架有限元模型由于自身局限性对裂缝扩展的模拟依然存在网格依赖性等问题,难以准确捕获RC框架梁柱以及填充墙砌块的开裂破坏模式,本文通过对扩展有限元进一步改进,充分考虑了框架混凝土以及砌块单元的受压屈服和开裂性能,以及多裂缝分布式开裂的情况,并通过与离散界面单元相结合,首次提出了基于扩展有限元的填充墙RC框架结构精细化有限元分析模型,实现了填充墙RC框架结构整个受力破坏过程的精准模拟。为此,本文基于有限元软件FEAP开发了三个用户单元、两个材料本构模型以及一个宏命令,解决了扩展有限元方法从理论到实际应用过程中的诸多技术难题。采用MATLAB编制有限元模型的前后处理程序,并通过对多个填充墙RC框架试件的数值模拟,验证了本文有限元分析模型的性能,结果表明本文提出的模型不仅可以准确地预测结构的承载能力,同时还可以成功地捕获填充墙RC框架结构的失效模式。(3)采用经过验证的填充墙RC框架精细化有限元模型,系统地研究了填充墙的高宽比、框架上施加的竖向荷载大小、框架梁与柱上竖向荷载所占比例、框架柱中纵向钢筋的配置、箍筋的配置、框架柱的截面尺寸、填充墙的厚度、砂浆灰缝摩擦系数以及框架梁的截面高度等不同的材料特性、几何尺寸以及设计参数的变化对填充墙RC框架结构受力性能的影响,探讨了各参数对结构的初始刚度、承载能力以及失效破坏模式的影响大小及规律,揭示了填充墙RC框架在水平力作用下的相互作用机制,为建立填充墙RC框架结构的简化承载力关系以及简化分析模型提供了有力的数据支持。(4)通过对试验模型的模拟和参数分析,结果表明填充墙RC框架结构的失效主要包括填充墙中的剪切滑移裂缝、迎风柱顶部和背风柱底部的对角剪切裂缝,但是这三部分未能同时达到峰值强度,结构的峰值承载力小于三者同时达到极限状态相应的承载力值。基于参数分析结果以及理论分析,本文研究了竖向荷载作用下填充墙上的竖向荷载分布规律,考虑峰值状态下结构各部分所处的实际状态,建立了填充墙RC框架的简化承载力曲线,并据此提出了等效撑杆模型。为了验证该简化分析模型的有效性,本文对填充墙RC框架试验结果进行了模拟分析,结果表明本文提出的简化分析模型可以精确地预测结构的承载力曲线,该模型可以进一步用于多层多跨填充墙RC框架结构的整体受力分析。