在冲击荷载作用下,重要结构物的破坏与倒塌效应研究,既是多学科交叉的难度很大的科学问题,又是具有国家安全防护意义的工程实际问题。近年来国际上发生多次大型建筑物在冲击荷载作用下倒塌破坏的惨剧,给生命财产造成巨大的损失,众所周知的“9. 11”事件,是人类进入21 世纪以来影响最大的灾难性事件,也是对防止结构倒塌破坏研究的一次重大挑战。我国有不少具有重要政治与经济意义的标志性建筑和重大工程,这些标志性建筑物和重大工程一旦发生类似“9.11”事件,将给国民经济造成巨大损失,如何评价这些建筑物的破坏效应以及提出防止结构倒塌的措施,是公众及工程界非常关心、迫切需要解决的问题。本文在试验的基础上,运用有限元软件LS-DYNA 及ABAQUS,对钢框架组合结构在冲击荷载作用下的响应与防护措施进行了仿真分析。分析包括三个部分,第一部分对结构在冲击破坏后的响应进行了模拟,考虑了节点的半刚性转动,并与试验结果做了对比,结果吻合很好; 第二部分给出了确定关键构件的方法,并在考虑节点刚性的情况下,分析了结构在冲击荷载作用下的破坏准则,运用MATLAB 回归出了结构倒塌的临界挠度的简化公式; 第三部分对防止结构倒塌破坏的措施做了初步研究,根据冲击位置的不同提出了不同的防护措施。当冲击发生在结构上部时,关键构件破坏并引起传力途径的改变,由于上部构件受荷较小,某些构件虽不会破坏但会产生较大变形,大多数情况下冲击爆炸会引起火灾的发生,这种变形就会降低构件的抗火承载力,从而有可能使结构倒塌,此时可以在结构设计中通过加强局部或增大防火涂料的厚度来提高结构的抗火能力; 当冲击发生在结构下部时,关键构件破坏并引起内力重分配,某些构件因不能承受过载而直接破坏,从而有可能使结构倒塌,此时可在某些构件底部适当加上钢铰线来避免结构的倒塌,简便实用。