空间杆系结构是实际工程中应用最多的一种结构形式。为实现该种形式的结构在荷载作用下的非线性弹塑性全过程跟踪分析,有必要对其分析模型及分析方法进行全面、系统、深入的研究。本文在前人已有的梁位移模型基础上,放弃了轴向等应变假定,引入剪切位移,并对塑性阶段的平截面假定进行修正,以期得到更精确的梁单元模型。论文首先研究了空间杆系结构的几何关系和物理关系,导出了杆件的截面转角与杆件挠曲线斜率之间的数值关系,引入了截面的翘曲角及其与扭转角的数值关系。在此基础上,建立了考虑拉压、弯、剪、扭多因素耦合作用下空间杆件上任意一点的位移和应变表达式。另外根据基本塑性理论,结合空间杆系结构中微元的特殊应力状态,导出了该类结构进入塑性状态后的本构关系,为空间杆系结构的弹塑性非线性分析奠定了基础。论文接着提出了适用于空间杆系结构弹性分析、几何非线性分析和材料非线性分析的两节点二十自由度梁单元分析力学模型。该模型考虑了薄壁构件的截面翘曲变形、二次剪应力对翘曲变形的影响、构件的横向剪切变形以及双向弯曲、截面翘曲、横向剪切变形对轴向位移的影响,得出的单元刚度矩阵表达式接近满阵,反映了各种变形问的耦合影响,可用于薄壁构件组成的空间杆系结构静力分析。在弹性刚度矩阵基础上引入几何刚度矩阵,实现该模型的几何非线性分析;在两节点二十自由度单元的线弹性分析模型基础上,通过引入空间杆系结构的弹塑性本构矩阵得到了空间杆系结构的精确弹塑性分析力学模型。在上述精确梁单元研究基础上,论文采用增量牛顿迭代方法编制了非线性计算程序;通过算例分析比较,验证了本文提出的分析力学模型及分析方法的正确性和有效性。