空间杆系结构是实际工程中应用最多的一种结构形式.目前,关于空间杆系结构的分析模型和分析方法的精确性、适用性参差不齐,为实现该种形式的结构在荷载作用下的非线性弹塑性全过程跟踪分析,有必要对其分析模型及分析方法进行全面、系统、深入的分析研究.鉴于此,该文在国内外相关文献的基础上,根据连续介质力学的基本理论,采用非线性有限元法,进行了空间杆系结构的弹塑性非线性分析模型和分析方法的研究,实现了该种结构的荷载作用下的极限承载力分析.该文首先对目前常用的各种空间杆系结构非线性分析模型和分析方法的优缺点进行了综合评述.Oran梁柱模型虽然精确,但其应用范围受到了限制,且难以对该模型进行改进和发展;而非线性空间梁元由于采用假定的位移插植函数,可考虑杆件可能发生的各种变形形式及各种变形之间的耦合影响,同时又可根据符拉索夫的实用计算理论,通过引力双力矩表达引起翘曲变形的力因素,巧妙地把翘曲变形的计算和平面变形的计算和谐地衔接成整体,方便地延伸至薄壁杆系结构的分析,另外还可通过静力凝聚而得到铰接连接或混合连接的杆件单元分析模型,且其单元刚度矩阵的形式简单易于程序实现.因此,该文在原有的空间梁元分析模型的基础上,考虑了空间杆系结构的受力变形特点,提高了更加精确合理的单元分析模型.该文导出了杆件截面转角与杆件挠曲线斜率之间的数值关系,同时通过引入截面的翘曲角及其与扭转角的数值关系,提出了两节点14个自由度单元分析模型.该模型考虑了薄壁构件的截面翘曲变形、二次剪应力对翘曲变形的影响、构件的横向剪切变形以及双向弯曲、截面翘曲、横向剪切变形对轴向位移的影响,得出的单元刚度矩阵的表达式接近满阵,可反映各种变形间的耦合影响,具有相当好的精确度,可用于薄壁构件组成的空间杆系结构的静力分析.该文研制了非线性分析程度ADD_N,采用,采用该文提出的各种分析力学模型,实现了空间杆系结构的线弹性分析、几何非线性分析、近似弹塑性非线性分析、精确弹塑性非线性分析、采用数学规划法进行的结构弹塑性分析和非线性弹塑性滞回分析.该文程序的研制成功为空间杆系结构的极限承载力分析提供了条件.最后通过大量算例的分析比较,一方面验证了该文所提出的分析力学模型和分析方法的正确性和有效性;另一方面说明了它们的精确性和适用性.总之,该文所提出的空间杆系结构分析力学模型和所研制的非线性分析程度为尚处于"杆件级别"的结构设计上升到"结构系统级别"提供了有利条件,为实际工程中实现该种结构设计的经济性、合理性和安全性奠定了坚实的基础.但仍有很多问题有待于进一步深入研究.