王明辉，陈 婧，马震岳，吴 娴

(大连理工大学 建设工程学部水利工程学院，辽宁 大连116024)

在工程实践中，梁和壳与三维连续实体的组合结构是较为常见的结构方式。例如在进行大型水电站厂房结构分析时，由于整体结构复杂，若全部采用实体单元进行建模，除了前期处理工作量大以及导致生成大量的单元节点外，还需要消耗巨大的计算机资源。对于该类复杂结构的建模，通常拆分为梁、壳单元与实体单元，以达到减小节点数的目的[1]。问题是这三种单元的节点具有不同的自由度，使得不同单元的节点位移不协调[2]，对此通常主要有以下几种处理方案:刚度叠加法、约束方程法和MPC法等[3]。其中MPC法与其他处理方案相比，具有简捷、适应性强、精度高等优点。

杜宝江等通过研究，验证了在静力计算中，MPC法可以代替约束方程法解决实体单元与梁单元的连接问题[4];谢元丕，冯刚通过研究，验证了在静力计算中，MPC法可以替代约束方程法解决实体单元与壳单元的连接问题[5－6]。

MPC法虽在不少结构中进行了应用，并进行了精度验证[7－8]。但目前有关 MPC法的建模研究仅针对一些较为简单的结构或构件，而在水电站厂房这类由蜗壳、尾水管等组成的独特的复杂结构建模中，MPC法的适用性仍有待验证。另外，目前MPC法的应用也仅局限于静力分析中，在动力分析方面的适用性还不得而知。因此，本文尝试将MPC法应用到水电站厂房这类复杂的结构建模及分析中，且分别通过静力、动力两方面的分析，与整体采用实体单元建模的计算结果进行比较，以验证MPC法的有效性和适用性。……