在土木工程中,钢结构的焊接、大体积混凝土水化热等问题都需要考虑温度对结构的影响,同时,位移率较高的情况下热-结构耦合因素也不容忽视。这对实际工程结构问题的求解带来困难,所以需要寻找一个有效的求解工具对这类需要考虑热-结构耦合因素的问题进行求解。而有限单元法则是现在较为成熟的计算方法。有限单元法发展至今,已经成为工程数值分析的有力工具。特别是在固体力学和结构分析领域内,有限单元法取得了巨大进展,利用它已经成功地解决了一大批有重大意义的问题,很多通用程序和专用程序投入了实际应用。本文以实际工程项目为依托,以固体力学和温度场基本理论为基础,构建有限单元程序的基本框架,并在此基础上设计完成热-结构耦合有限元分析程序,为解决工程问题提供指导。论文所做的主要工作叙述如下:(1)研究固体结构和热传导分析的基本理论,作为有限元软件框架设计的理论基础。(2)构建有限元程序基本框架。结合开源有限元程序和现有的基本理论,构建有限元程序的基本框架。在构建该框架的过程中抽象出了有限元分析的基本类和数据类型。(3)根据哈密顿原理和热流势最小作用量原理推导得到热-结构耦合问题有限元格式。根据两个基本原理得到的有限元方程分别为耦合结构动力方程和耦合瞬态热传导方程。求解这两个方程即可得到热-结构耦合问题的位移场和温度场。(4)以上述构建完成的有限元程序框架为平台,热-结构耦合有限元格式为基础,实现热-结构耦合有限元程序的设计。并用简单例题对该程序进行测试,测试结果与一般的商业软件进行比较,得到的结果一致。本文主要叙述有限元分析软件的设计过程,该软件对工程问题有一定的指导作用。同时该软件的设计思路和过程有较好的参考价值。