有限单元法是现在工程领域应用最广泛的数值分析方法,但是传统有限单元法存在计算复杂以及裂缝描述不准确等缺点。针对以上缺点,本文基于三维实体单元,结合平面等效桁架单元的研究方法,提出了一种新型单元—空间等效桁架单元。空间等效桁架单元是由八个节点、二十四根桁架杆件组成的长方体,它是与相应尺寸的三维实体单元根据刚度等效和强度等效原则等效推导而来,这种单元能将实体单元的三维受力转化为桁架杆件的轴力,从而简化计算,并且还能通过杆件的断裂直观形象的模拟构件裂缝的开展情况。本文主要做了以下几方面工作:首先,基于空间等效桁架单元和三维实体单元刚度等效和强度等效的原则,推导了空间等效桁架单元等效后的单元刚度矩阵、桁架杆件截面面积和杆件轴力计算公式,并且选取了任意时刻的受力状态对空间等效桁架单元进行分析,证明该理论也适用于非线弹性材料;然后从材料本构关系、破坏准则、钢筋混凝土有限元模型、裂缝模拟、非线性方程组的解法、钢筋混凝土结构非线性分析步骤等方面探讨将空间等效桁架单元应用于钢筋混凝土结构非线性分析的相关问题;接下来又利用空间等效桁架模型,借助于MATLAB计算机语言编写了用于线性分析及非线性分析的有限元程序;最后利用上述理论及有限元程序,对一个受均布荷载的简支梁和一个受双向偏压的钢筋混凝土桥墩进行分析,并将分析结果与采用传统有限单元法和材料力学方法所得结果进行对比,讨论了误差产生的原因及减小误差的方法,结论表明,采用空间等效桁架模型对钢筋混凝土结构进行分析能够满足工程精度要求,并且能够准确描述裂缝的开展。