腹板开孔钢拱架将孔洞融合到拱形刚架中，是一种新的颇具特色的结构形式，其结构合理、外形美观、效果通透；并且结构自重小，材料利用效率高，在航站楼、轻轨列车站、体育馆等大型公共建筑中都有采用。但不管是对实腹钢拱架还是腹板开孔钢拱架的研究都较少，工程应用中缺乏理论指导，需要进行深入的研究，特别是研究其稳定性，为此种结构在工程上的广泛应用提供指导。 本文以中国药科大学体育馆钢拱架结构为背景，运用有限元软件ANSYS，对该体育馆屋盖结构单榀开孔钢拱架进行静力弹性稳定分析，指出稳定性是结构设计的控制因素，找出钢拱架受力薄弱环节，并予以针对性补强。在静力弹性分析的基础上，考虑几何非线性和材料非线性，引入初始缺陷，分析其在各种工况下的极限承载能力，发现结构具有很好的变形和受力性能，能够很好的发挥作用，评估了结构的安全性能，并给出了设计建议。 在背景工程的基础上，采用典型单跨实腹钢拱架，用梁单元建立有限元模型，进行静力弹性稳定分析，考虑不同荷载工况、矢跨比和截面尺寸等不同参数，得到了实腹单跨典型钢拱架在四种不同荷载工况下的弹性屈曲荷载和屈曲模态随参数的变化规律，指出钢拱架的屈曲模态不同于传统的有推力拱，其水平刚度较大。在静力弹性分析的基础上，考虑几何非线性和材料非线性，引入初始缺陷，分析其极限承载力随不同参数的变化规律。 提出了将钢拱架简化成门式刚架的简化算法，利用现行的钢结构规范来近似计算钢拱架的平面内稳定，经验证发现，该简化算法误差较小，能够得到相对保守的结果，可以作为工程设计的近似算法。 在实腹钢拱架的基础上，引入孔洞，建立腹板开孔钢拱架的计算模型，用壳单元精确模拟了腹板开孔钢拱架变化的截面，分析了钢拱架整体参数和孔洞参数对腹板开孔钢拱架的弹性屈曲性能的影响；提出一种修正的无量纲化弹性屈曲荷载作为优化准则，来评价开孔钢拱架的效率，给出了孔洞的优化半径和间距，验证了背景工程中孔洞半径和间距的合理性。 分析了不同荷载工况下实腹钢拱架和开洞钢拱架的位移情况，指出孔洞的引入放大了钢拱架的变形，得出了变形放大系数，并对比了对称荷载与非对称荷载作用下的位移放大系数，指出剪切对于腹板开孔构件变形的重要影响。 研究了不同参数腹板开孔钢拱架的弹塑性屈曲性能，分析了不同孔洞半径和孔洞间距对钢拱架弹塑性极限承载力的影响；研究了腹板开孔钢拱架的局部屈曲，分析了腹板开孔钢拱架的局部屈曲模态；对比了考虑局部屈曲与不考虑局部屈曲的荷载位移曲线和极限承载力，分析了局部屈曲对腹板开孔钢拱架极限承载力的影响。