هدف این پژوهش ارائه و ساخت مدلی کیفی در راستای ارتقا مدلسازی انواع قاب‌های ساختمانی با رویکرد بالا بردن سطح آموزش مفاهیم سازه‌ای است. ایده استفاده از گوی و فنر که یکی از موفق‌ترین شبیه‌سازی‌های سازه‌ای است، در گذشته مورد استفاده قرار گرفته است.

در این پایان‌نامه با توجه به نیاز بخش آموزشی، معیارهای اقتصادی و در دسترس بودن مصالح مصرفی، معایب نمونه‌های قبلی برطرف شده است و امکان شبیه سازی دسته وسیعی از سازه‌ها را ممکن ساخته است. در این راستا در فصل نخست، با توجه به پیشینه استفاده از مدل‌های کیفی در آموزش علوم سازه‌ای، پژوهش حاضر هدف‌گذاری شده و مسیر دست‌یابی به هدف تعیین شده است.

در ادامه تئوری فنرهای فشاری که اساس مدل حاضر بوده،ارائه شده است. ساخت قطعات که بخش بزرگی از این پژوهش را در بر می‌گیرد، مطابق با روند ساخت و یافتن نمونه‌های نهایی مورد بررسی قرار گرفته است. هر نمونه برای نهایی شدن، تحت آزمایش‌های مربوطه قرار گرفته و تحت آنالیز نرم‌افزاری بررسی شده است. بدین منظور از دو نرم‌افزار Abaqus و SAP2000 استفاده شده است. سپس سازه‌های ساخته شده با نمونه‌های نهایی، بارگذاری شده و نتایج حاصل با نتایج استخراج شده از نرم‌افزار مقایسه شده است.

در بخش نهایی پایان‌نامه، با معرفی روش عددی المان محدود طیفی، تغییرشکل‌های ثبت شده از آزمایش‌ها با نتایج آنالیز سازه‌ها با استفاده از این روش مقایسه شده است.