本文对冷弯薄壁型钢轴压构件畸变屈曲、畸变与局部相关屈曲的力学机理和设计理论进行了研究,主要包括轴压构件畸变屈曲的试验研究、理论分析和设计理论,轴压构件畸变与局部相关屈曲的试验研究、理论分析和设计理论。以上述系统研究为基础,对冷弯薄壁轴压构件已有的设计理论进行深入研究后提出了失稳系数法设计理论。进行了9个腹板加劲窄翼缘卷边槽形截面和9个腹板及翼缘均加劲宽翼缘卷边槽形截面的轴压构件畸变屈曲性能试验研究,试验主要参数为构件长度。分析了试件的破坏模式,分析了试件的荷载-应变关系曲线、荷载-畸变位移关系曲线、荷载-轴向压缩位移曲线,分析了试件长度、板件加劲、宽窄翼缘、初始缺陷对轴压构件畸变屈曲性能的影响。建立了薄壁轴压构件的有限元分析模型,对试件进行了模拟分析,基于有限元模型进行了冷弯薄壁型钢轴压构件参数化分析。以试验研究和有限元分析为基础,对畸变屈曲的变形模式、板件边缘加劲和中间加劲作用进行了理论分析,揭示了畸变屈曲模式的失稳力学机理,解释了畸变屈曲后极限承载力较局部屈曲为低的根本原因,分析了构件尺寸、初始缺陷和边界条件对构件极限承载力的影响。对国内外弹性畸变屈曲临界应力分析的数值计算方法和简化模型计算方法进行了归纳总结。深入研究了目前国际上广泛使用的两个畸变屈曲极限承载力设计公式,这两条计算曲线均为悉尼大学Hancock基于相同试验结果提出,分别作为直接强度法和有效宽度法畸变屈曲极限承载力计算公式,被北美规范、澳洲规范和中国规程所使用。但是,为中国规程和澳洲规范所采用的有效宽度法畸变屈曲极限承载力计算公式与直接强度法计算公式存在较大误差,而且计算曲线较短。本文基于试验和Hancock等人畸变屈曲试验结果,提出了一条新的畸变屈曲极限承载力计算公式,解决了不同规范计算误差较大的问题,并延伸了计算曲线长度。基于试验结果,对直接强度法畸变屈曲计算公式的非弹性段进行了修正。进行了9个腹板加劲卷边较小槽形截面和9个腹板加劲卷边较大槽形截面的轴压构件畸变屈曲与局部屈曲相互作用性能试验研究,试验主要参数为构件长度。分析了试件的破坏模式,分析了试件的荷载-应变关系曲线、荷载-畸变位移关系曲线、荷载-轴向压缩位移曲线,分析了试件长度、板件加劲、大小卷边、初始缺陷对轴压构件畸变与局部相关屈曲性能的影响,研究了畸变-局部相关屈曲和局部-畸变相关屈曲两类不同的失稳力学行为。建立了薄壁轴压构件的有限元分析模型,对试件进行了模拟分析,基于有限元模型进行了冷弯薄壁型钢轴压构件参数化分析。以试验研究和有限元分析为基础,对畸变与局部相关屈曲的耦合变形模式、板件边缘加劲和中间加劲作用进行了理论分析,揭示了畸变与局部相关屈曲模式的失稳力学机理,解释了畸变与局部相关屈曲极限承载力较畸变屈曲和局部屈曲为低的根本原因,分析了构件尺寸、初始缺陷和边界条件对构件极限承载力的影响。深入研究了直接强度法畸变与局部相关屈曲极限承载力的NLD和NDL两个计算公式,提出了与我国规范相协调的有效宽度法畸变与局部相关屈曲极限承载力的ELD和EDL两个计算公式,并采用本文和国内外试验结果对这4个公式进行了计算准确性分析。提出了畸变屈曲、畸变与局部相关屈曲的设计理论,提出了检查识别畸变屈曲和畸变-局部相关屈曲、检查识别局部屈曲和局部-畸变相关屈曲的判定准则,给出了相应的判定公式,采用本文和国内外试验结果对该判定准则进行了计算准确性分析。深入研究了冷弯薄壁型钢轴压构件极限承载力计算的有效宽度法、直接强度法和折减强度法,提出了冷弯薄壁型钢轴压构件承载力计算的失稳系数法。提出了单个板件以及构件的失稳系数概念,推导了失稳系数计算公式,给出了局部、畸变、整体及其之间相关屈曲的失稳系数公式,给出了局部、畸变、整体3种基本屈曲模式的失稳系数表。提出了失稳模式判定理论,对构件可能发生的屈曲行为及其相关屈曲模式进行判定识别,给出了失稳系数法计算步骤。采用本文和国内外试验结果对失稳系数法进行了计算准确性分析。本文的主要创新点如下：(1)通过试验研究、有限元参数分析、理论分析相结合的方法,深入研究了畸变屈曲性能,揭示了畸变屈曲模式的失稳力学机理,阐明了畸变屈曲后极限承载力较局部屈曲为低的根本原因。提出了与中国规范有效宽度法相协调一致的畸变屈曲极限承载力计算公式。(2)通过试验研究、有限元参数分析、理论分析相结合的方法,深入研究了畸变与局部相关屈曲性能,揭示了畸变与局部相关屈曲模式的失稳力学机理,阐明了畸变与局部相关屈曲后极限承载力较畸变屈曲和局部屈曲为低的根本原因,明确了畸变-局部相关屈曲和局部-畸变相关屈曲的不同力学行为。(3)提出了与中国规范有效宽度法相协调一致的畸变与局部相关屈曲极限承载力计算公式ELD和EDL。首次提出了检查识别畸变屈曲和畸变-局部相关屈曲、检查识别局部屈曲和局部-畸变相关屈曲的判定准则,并给出了物理意义明确的判定公式。(4)首次提出了冷弯薄壁型钢轴压构件局部屈曲、畸变屈曲、整体屈曲及其之间相关屈曲的极限承载力统一设计理论—失稳系数法。采用本文提出的失稳模式判定理论以及局部、畸变和整体屈曲共3套基本失稳系数表,确定构件的屈曲模式后通过查表得到相应的失稳系数,该失稳系数与钢材屈服承载力相乘即为构件失稳行为的极限承载力。失稳系数法能统一考虑3种基本屈曲模式及其相关屈曲模式的极限承载力,并且以简单的失稳系数进行计算。