钢管桁架造型优美，截面力学特性好，是一种应用前景看好的结构形式。由于建筑材料的更新换代，现在屋面和墙面材料日趋轻质化，这就使得支撑屋面和墙面的平面钢管桁架的两个主管都可能受到拉力或压力，而屋面和墙面系统只能对平面钢管桁架的一侧主管提供面外支撑作用，因而其平面外的整体稳定往往控制了其极限承载能力。　　 平面钢管桁架平面外稳定极限承载力分析主要有三种方法，第一种方法是基于空间梁单元的杆系有限元非线性分析，在这种方法中，在节点处必须引入连接弹簧单元以反映节点刚度或柔度对极限承载力的影响。第二种方法是基于板壳单元的有限元非线性分析，这一方法由于所有实体均用壳元建模，位移场包括局部变形，无需引入节点弹簧单元，得到的分析结果与实际情况最为接近，但缺点是建模复杂、计算工作量非常大，目前，即使是高性能的计算机，也需要花费大量的计算时间，并不适合于工程设计，一般仅作为对第一种方法计算结果的校核评价。第三种方法是采用设计上实用的计算长度法对受压弦杆进行稳定验算。　　 由于杆系模型和计算长度法都必须引入节点刚度的影响，因此，建立一个合理有效、精度较高且便于应用的节点刚度模型是这两种方法能否实现的关键因素。根据钢管桁架面外失稳的基本特征，本文第2章对K型相贯节点提出了一种简化的解耦刚度模型，需要计算的刚度分量仅有面外转动刚度一项，使得整体分析变为非常简洁。在第3章的钢管桁架面外失稳参数分析中，证明了极限承载力主要受面外转动刚度影响，其他刚度分量的影响可以忽略不计。在第4章，针对钢管桁架常用的对称K型圆钢管相贯节点，按解耦单刚度模型的思想，建立了基于板壳单元的节点有限元分析模型，对正交设计的25个对称K型节点进行线弹性分析，得到各个节点的初始面外转动刚度。对25个节点刚度进行多元回归分析，得到了对称K型圆钢管相贯节点初始面外转动刚度的参数公式。至此，杆系模型和简化方法考虑节点刚度影响的理论基础已经得到实现，因为根据节点的几何参数和弹性模量即可确定对称K型节点的面外初始转动刚度的取值。　　 为使用计算长度法分析受压弦杆的面外稳定，对平行梁式桁架(warren型)，提出了考虑节点刚度影响的实用简化分析方法。通过与杆系模型分析结果相比较，简化分析方法合理可行，具有一定的应用价值。　　 为了证明本文节点刚度模型的正确性和精确性，对一榀平面圆钢管桁架进行了极限承载力试验研究。结果表明，桁架的极限承载力状态为平面外失稳，与采用本文节点刚度模型的杆系有限元非线性分析结果非常吻合，杆系模型对试验过程模拟精度较高，两者分析得到的极限承载力和最大位移相差很小。为进一步评价本文刚度模型的精确度和适用性，在第7章对4个不同几何尺寸的桁架模型分别进行板壳有限元以及杆系有限元分析，分析结果显示，杆系模型分析结果与板壳模型相比，极限承载力最大相差不超过10％，平面外位移最大相差不超过11.4％。　　 试验研究和数值算例均证明，由于本文节点刚度模型抓住了主要影响因素，忽略了次要影响因素，应用简便且精度较高。因此，可在对称K型相贯节点的平面圆钢管桁架杆系有限元分析中，参考采用本文的节点刚度模型及初始面外刚度参数公式以考虑节点刚度对平面外稳定极限承载力的影响。　　 最后，就本文刚度模型应用于实际工程，还需要深入研究的课题，作出了简要的说明。