地震作用下结构非线性变形与倒塌破坏的研究是结构工程学科的一项重要课题之一。目前,基于离散单元法的多弹簧壳单元模型中剪切弹簧本构没有考虑钢筋混凝土构件在受剪过程中材料开裂这一关键阶段。且对于受剪力影响较大的剪力墙结构非线性分析结果存在误差,因而使离散单元法的应用存在局限性。另一方面,结构工程在科学计算可视化领域己经取得了一些有价值的研究成果,但还可以更进一步扩展。基于离散单元法的剪力墙结构的倒塌过程仿真模拟的图形显示方法在三维动画显示上仍有较大的改进空间。因此,本文主要研究离散单元法在钢筋混凝土剪力墙结构的倒塌过程的仿真,具体工作内容如下:1.本文提出了适用于多弹簧壳单元模型的改进的坡顶三线型剪切弹簧本构关系。该模型,采用修正的Takeda模型的加卸载规则,使其对于强度退化、刚度退化和滑移捏缩效应的特征能够有明显的体现。并根据改进的剪切弹簧本构模型对离散元程序SMS-Collapse进行二次开发。2.采用改进后的离散元程序SMS-Collapse,对低周往复水平荷载作用下的钢筋混凝土剪力墙构件及平面框架-剪力墙结构进行数值模拟,通过对比计算结果与试验结果,来验证本文建立的剪切弹簧本构模型的合理性。说明该模型能够描述钢筋混凝土剪力墙结构低周往复荷载下的非线性性能,能应用于平面整体结构的非线性分析,且计算结果具有较高的精度。3.针对钢筋混凝土结构剪力墙倒塌过程的仿真分析,本文采用VC++的开发工具、基于MFC的视窗模式,通过读取离散元程序输出的单元数据信息,利用OpenGL作为绘图编程接口,建立了一套独立的三维动画结构倒塌模拟程序。实现了模型建立、视点转换、模型变换以及纹理贴图等功能。通过三维动画演示,说明该程序能够直观、真实地对剪力墙结构动态及倒塌过程进行了三维仿真模拟。4.采用三维动画程序SPOS-DEM对钢筋混凝土结构倒塌过程的第一阶段(即非线性动态阶段)及第二阶段(即破坏倒塌阶段)的破坏现象及倒塌形式进行简单描述并进行三维动画显示。表明SPOS-DEM程序能够较好地用于描述单元不连续和单元间接触碰撞,能够清晰的查看结构具体的破坏形式。