结构数值模拟在工程应用和研究领域中占有相当大的比重。目前,国内外已研制出许多功能强大的结构分析程序,用以模拟和预测结构在外加荷载或地震作用下的反应特点和规律,并作为试验方法的一种重要和有益的补充。常规的结构分析软件采用面向过程的编程思想,在程序的可扩充性和代码的可重用性方面受到诸多制约,不利于程序的升级发展和日常维护。面向对象编程技术的出现,使软件编程摆脱了这些不利因素。由于具有诸多优点,面向对象编程方法正在成为程序设计的主流。此外,常规的结构分析软件往往将其程序编制代码在其内部高度集成起来,客观上不利于终端使用者对原有程序进行二次开发的工作。自由软件正是为了解决这一问题而被提出和迅速发展起来的。它遵循了Open-Source原则,将软件的部分或全部源代码向使用者无偿开放,通过程序的开发人员与使用者之间的双向交流和联系,实现自由软件的快速发展与提高,因而正成为软件工程领域一种新的发展潮流。本文所要介绍的,正是这样一种基于面向对象编程思想、并且遵循了自由软件Open-Source原则的结构分析软件——OpenSees。OpenSees主要用于结构和岩土方面的地震反应模拟,是一个较为全面且不断发展的开放的程序软件体系。围绕该程序,本文主要完成了以下工作:首先从使用层面上详细介绍了程序的组成结构、有关命令及相应的结构数值模型,这是后面章节中应用与开发的基础。分别基于有限单元刚度法和柔度法,并与纤维模型相结合,应用OpenSees程序对平面问题中的若干不同类型算例进行具体的非线性分析工作。通过使用OpenSees与其它程序的计算结果进行对比分析,验证了该程序的准确性。利用OpenSees面向对象编程和源码开放的特点进行二次开发,尝试向程序中加入了新的分析代码和组件,从而有可能解决实际中遇到的一些新问题。通过以上步骤,在消化程序、加以吸收和改进的基础上,为后续建立自己的结构静力和动力分析程序开发平台做好铺垫与准备。