近年来,大型结构的破坏也时有发生,研究表明结构的破坏是从细部层次逐渐向整体层次演化的结果,对局部细节部位的分析研究也很有必要。然而大型结构在单一尺度上的建模分析无法同时满足计算效率与精度的需求,多尺度建模的方法将建立节点微观单元与整体宏观单元,通过不同尺度单元界面的有效连接,可以较准确地得到细节部位的响应。本文采用多点约束方程法进行多尺度建模分析,通过不同原理建立了不同的界面约束方程,并进行算例验证与对比,分析了不同连接的优劣势。同时将其运用到实际工程中,进一步检验其合理性,并结合输电塔结构动力分析,研究多尺度建模方法在大型结构动力分析中的应用。本文主要研究成果如下:(1)阐述了基于位移协调、做功相等及位移协调与做功相等结合的三种建立多点约束方程的理论方法,并根据三种不同理论,推导了多尺度连接界面的节点约束方程,实现了梁-实体单元及梁-板单元的多尺度连接。(2)进行了梁-实体单元连接及梁-板单元连接算例分析,根据三种不同理论分别建立悬臂梁多尺度分析模型,通过与精细模型结果对比,发现基于位移协调原理建立的多尺度模型,在受轴力作用时,多尺度连接界面应力分布出现不连续的现象;基于做功相等原理建立的多尺度模型,在连接界面受弯进入塑性状态时,应力结果将出现明显偏差;基于位移协调与做功相等结合建立的多尺度模型,避开了前两个模型的缺点,得到较好的模拟结果。研究了界面网格尺寸及连接界面位置对多尺度模型有效性的影响。网格尺寸应小于截面边长的1/3且多尺度连接界面应避开塑性区域,才能保证多尺度模型分析的准确性。(3)建立了T型钢梁柱半刚性连接节点多尺度模型,通过与单调加载试验得到的力-位移曲线及破坏形式等结果对比,并结合精细单元模型分析结果,验证了多尺度模型具有较高的计算精度与效率。(4)进行了输电塔结构多尺度抗风动力时程分析。先建立梁单元模型,进行风荷载下动力时程分析,然后通过多点约束方程法将精细单元区域与宏观单元进行耦合,得到输电塔多尺度模型,进一步对多尺度模型进行分析,得到细部杆件的应力应变情况。并与梁单元模型动力分析结果进行了对比,发现两模型在弹性阶段的响应结果较接近,但多尺度模型在进入塑性阶段后的响应要大于梁单元模型,多尺度模型的承载能力也低于梁单元模型。