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随着我国国民经济的发展和国家对基础设施建设的大力投入，现今工程结构呈现出大体积、大跨度、桥梁结构复杂化、视觉效果多样化的现象。解决这一难题的途径就是工程经验的积累和理论研究水平的提高。在具体复杂工程中，工程结构的优化研究与设计及其数值模拟分析是复杂结构设计和成型的关键技术之一。本文首先收集国内外关于结构数值模拟方面的研究成果，总结了数值模拟的发展概况，并阐述了复杂结构的数值模拟的特点和难点。然后结合工程实例，在ANSYS中对具体工程进行数值模拟分析。数值模拟的结果和具体工程实施过程表明，本文在处理大型复杂桥梁结构的局部模型的数值模拟方面的方法较妥当。本论文主要工作如下：进行了北盘江新型空腹刚构桥空腹区合理夹角的数值模拟研究。采用ANSYS中的超级梁单元，得出了悬臂施工态下，空腹区的合理几何参数为：空腹区合理的水平段长度大约为45米，下弦杆与桥墩之间的夹角α约取53°到60°之间时，空腹区的综合力学性能相对最好。兼顾施工顺序的同时，引入线性规划的方法，在确保结构线性工作阶段下，对北盘江空腹刚构桥空腹区施工（临时）扣索索力进行了优选。单根扣索索力的优化值相对设计院提供的索力值的最大偏差+45.75%，最小偏差为-0.22%，总索力偏差+1.80%（“+”表示优化值比设计值大，“-”则表示比设计值小）。从总索力的对比结果可以看出，使用线性规划原理，在约束（应力和变形）条件下进行的索力优选具有可行性。对某斜拉桥的0号块进行了特定状态下的局部应力分析。应用加载刚臂单元（MPC）成功处理了加载边界，并总结了复杂加筋结构模型的实体建模技巧和部分相关难题的处理方法。概述了复杂结构的温度荷载的在ANSYS中的三种处理方法和影响温度荷载效应的部分因素。在温度应力的探讨中，本文分析得出了影响温度效应的主要因素大致如下：温度梯度模式和温度值的形式和取值；结构的几何形状；距离；约束等。