随着变截面门式刚架结构在我国日益广泛的应用,它的稳定性研究也越显重要。变截面门式刚架结构所采用的变截面H型构件,薄而开展,相关屈曲作用影响因素众多,稳定性能表现复杂。目前国内外的相关研究多集中在单调静力荷载作用范围内,国内尚无对大宽厚比变截面构件抗震性能的研究成果以指导门式刚架结构的抗震设计。因此对变截面H型钢柱进行单调静力荷载和循环荷载作用下的稳定性能研究富有学术意义,并具有较深远的工程应用价值。基于稳定理论和双重非线性有限元方法,以ANSYS软件为工作平台,本文首先采用Shell181板壳单元建立了变截面H型钢柱的有限元分析模型,该模型可以方便考虑初始缺陷和残余应力的影响。本文对单调静力荷载作用下的变截面H型钢柱进行了全过程的参数分析。根据计算获得的荷载位移曲线、弹性承载力、极限承载力、构件变形、塑性发展等,对比分析了压力和压弯联合作用下,腹板宽厚比、翼缘宽厚比、楔率、长细比等构件几何参数对其稳定性能的影响。根据数值分析结果,从弹塑性分析和有效宽度简化方法出发,对变截面H型钢柱平面内稳定承载力公式进行了修正,并绘出轴力弯矩相关曲线,供工程设计有参考。从弹性承载力、极限承载力出发,对等截面与变截面H型钢构件进行了对比研究,并以等承载力为原则,统计总结了变截面压弯构件在不同情况下的腹板宽厚比代表值,分析结果表明采用靠近腹板大头的宽厚比作为压弯楔形H型钢柱腹板宽厚比代表值较为适当。本文首次完成了7个变截面H型钢柱低周循环荷载作用下的试验研究。从破坏现象、滞回曲线、局部屈曲、耗能、骨架曲线、位移延性系数、极限承载力等角度,对比分析了轴力、腹板宽厚比、翼缘宽厚比、楔率、初始缺陷等因素对其稳定性能的影响;通过对试验试件破坏机理的分析,获得了对此类构件的工程设计富有意义的结论和建议。最后,本文讨论了循环荷载作用下变截面H型钢柱稳定性能。在优化选择楔率的基础上,从滞回曲线、局部屈曲等角度,对比分析了不同腹板宽厚比构件的循环稳定性能;在综合考虑稳定承载力和延性要求基础上,提出腹板宽厚比限值要求。