国家经济的高速发展带动了建设工程项目的不断增多,大型起重机因其巨大的提升能力,满足了以核电、风电以及城镇化建设等大型项目的需求,近些年受到了建设施工方的青睐。以大型塔式起重机、履带式起重机以及全地面起重机为代表的复杂空间组合臂架结构的运用更加广泛,但是随之而来的是在结构稳定性设计分析方面的难题。以往的起重机械结构稳定计算,大多局限于构件层面,设计技术人员往往只针对单一臂架结构及其单肢进行稳定性校核,而忽略了整个组合臂架系统的结构整体稳定性分析,为起重机械的后续使用埋下了极大的隐患。而且对起重机为代表的大型复杂梁杆系统计算分析,往往依赖于大型有限元分析软件,不仅受硬、软件条件的限制,还产生不菲的经济与时间成本,延误新产品研发进程。本文着重就目前常见到多种大柔度空间组合臂架结构的整体稳定问题进行深入研究,从解析计算的角度,为起重机械行业设计人员提供一种快速分析复杂组合臂架稳定性问题的一种计算分析方法和思路。首先分析了工程问题中常见的多节悬臂梁式倾斜折臂式结构。从二阶理论出发,建立非线性四阶微分方程,引入变形协调条件及边界条件,得到折臂式结构平面内稳定性计算公式,同时基于等效长度法以及等效惯性矩法,提出一种折臂式梁等效为变截面竖直悬臂梁形式的等效思路,以便直接借助起重机设计规范关于阶梯柱的稳定验算式,对多节折臂式结构进行稳定性校核。针对单主臂履带起重机、固定副臂履带起重机以及带变幅副臂的履带起重机三种不同臂架组合形式的大型履带式起重机臂架,进行臂架结构整体平面外稳定性分析。综合考虑拉索的非保向力作用对臂架结构受力以及稳定性的影响,基于小位移二阶理论,列写所有臂节非线性二阶微分方程,引入边界条件及变形协调条件,求解获得各自臂架组合形式的平面外失稳特征方程的判据。通过ANSYS的计算仿真,验证理论解正确性。研究腰绳装置臂架稳定的影响,对上述三种带腰绳装置的履带吊大柔度空间组合臂架结构进行几何非线性变形微分方程的列写和求解,推到各自臂架结构的平面外失稳特征判据。研究超起装置以及腰绳装置参数对于各类大型起重运输机械的大柔度空间组合臂架的整体平面外稳定性的影响,根据本文相关理论及有限元方法,分析各个参数对整体结构稳定性的影响效果及程度。本文的研究对象涵盖了目前常见的俯仰变幅式臂架起重机的起重臂结构形式,从解析计算的角度,给出了包括具有主副臂结构的履带式起重机臂架系统在内的大部分俯仰变幅式臂架整体稳定计算分析方法。有别于起重机设计规范中侧重单个构件稳定性的角度,本文研究侧重是设计规范所不涉及的组合结构整体稳定或系统稳定问题。本文的工作某种程度上弥补了起重机设计规范所照顾不到的特定类型起重机臂架整体稳定性分析的难题,为相关起重机设计、生产企业和部门提供了有力的帮助,也为起重机相关规范的进一步修订与完善提供了技术储备。