空间等效桁架模型单元是一种新的有限单元形式,用来对空间受力问题进行有限元分析。传统的有限单元形式需要构造复杂的形函数,且在钢筋混凝土结构非线性有限元分析中,混凝土的本构关系难于选择,裂缝的处理也比较困难。本文根据平面等效桁架模型单元的思想推导了一种空间等效桁架模型单元,用来解决空间受力问题,并将其应用到钢筋混凝土结构分析中。空间等效桁架模型单元是由八个铰接点,二十四根二力杆组成的空间桁架单元。这种单元中各根杆件只承受轴力作用,将三维的应力应变状态转化为一维的应力应变状态,受力明确,不必构造复杂的形函数。将其应用到钢筋混凝土结构非线性分析时,可以采用单向受力作用下的材料本构关系,单元开裂破坏后容易处理,可以根据杆件的开裂顺序来模拟混凝土的裂缝发展情况。本文是在平面等效桁架模型单元的基础上推广到了空间等效桁架模型单元,主要做了以下几个方面的研究:(1)根据有限单元的发展和平面等效桁架模型单元的思想,提出了空间等效桁架模型单元,用来解决空间受力问题;(2)根据等效分析,推导了空间等效桁架模型单元中各根杆件的参数,得到了单元刚度矩阵的表达式;(3)编写了空间等效桁架模型单元的计算程序,并用所编制的程序对简支梁、悬臂梁和柱等实际结构进行了计算;(4)将空间等效桁架模型单元应用到钢筋混凝土结构非线性分析中,根据本单元的特点,选择了合适的材料本构关系和计算模式,提出了采用单元杆件的开裂顺序来模拟混凝土裂缝这种新的有限元裂缝模式,并用这种单元实际模拟了一个钢筋混凝土桥墩模型的受力过程,将得到的结果与试验方法和规范设计方法的结果进行了比较分析,同时用本文的裂缝处理方法得到了裂缝的发展情况。