計算機仿真對結構工程有極大的實用價值，隨著現(xiàn)代結構工程趨向超大型、超高型發(fā)展和結構的日益復雜，傳統(tǒng)的通過大量實物模型尋求規(guī)律的研究方法受到限制，發(fā)展結構工程的計算機仿真勢在必行。本文基于計算機仿真技術對框筒結構的地震反應進行了一些探索性的研究。

　　結構工程的計算機仿真是根據(jù)結構或構件的少量試驗建立物理模型，基于嚴密理論分析得到數(shù)學模型，利用具體編程語言生成仿真模型，使用計算機進行仿真分析，驗證所建立模型的合理性，然后擴大參數(shù)范圍，較廣泛地研究這些參數(shù)的影響，最終提出所研究問題的計算方法，揭示結構反應的機理和描述結構的變形、開裂和破壞的過程。通過仿真技術，便于把握結構在地震作用下的動力響應過程，發(fā)現(xiàn)其規(guī)律，深化結構分析設計研究。

　　本文進行了混凝土本構模型的研究，利用連續(xù)介質力學和基于耗散過程的不可逆熱力學的方法，基于工程實踐應用的目的，確定了損傷演化方程，給出相對簡單又符合實驗結果的混凝土本構模型數(shù)學表達式;分析了桿系模型研究的現(xiàn)狀，建立了考慮單元中有可能同時存在彈性區(qū)、開裂區(qū)、屈服區(qū)變剛度桿單元模型，根據(jù)單元截面特性求出構件的開裂、屈服、極限三點作用力和變形，確定M-N-φ關系，建立截面的單軸恢復力模型，根據(jù)Mroz強化理論來建立截面的雙軸恢復力模型;根據(jù)桁架模型確定單元塑性鉸區(qū)域的抗剪剛度;建立考慮單元剛域和粘結滑移的單元剛度矩陣。

　　根據(jù)實際地震動存在三個平動分量事實，從結構在地震作用下的反應和構件的真實性能出發(fā)，采用桿單元建立了考慮三個平動分量的空間桿系模型；研究了結構振動方程的直接積分的求解方法，給出了一種具有三階精度的求解方法。根據(jù)“小震不壞，中震可修，大震不倒”的抗震設防目標，避免罕遇地震作用下結構發(fā)生倒塌破壞，或保證結構具有某種合理的倒塌形式從而可有效的保證生命和財產(chǎn)安全，本文研究了結構的倒塌機理，分析了鋼筋混凝土桿系結構在地震作用下可能發(fā)生的倒塌破壞形式，確定了空間桿單元的幾何非線性剛度矩陣，研究了鋼筋混凝土結構的倒塌破壞中結構強度、變形、能量等因素的關系和影響。