当前我国大跨度空间结构的研究和应用与世界基本同步,桁架拱的应用也越来越多,其研究也在逐步深入。在房屋建筑领域,桁架拱的研究大多研究集中于倒三角形截面桁架拱和单片钢管桁架拱结构。在桥梁结构领域,拱结构主要集中于拱桁架和单拱的研究。相对而言,在60m以下跨度空间结构中,对矩形截面钢桁架拱的研究相对较少。本文旨在通过矩形截面钢桁架拱的承载力进行数值模拟,为矩形截面钢桁架拱的设计应用提供参考。首先,本文采用ANSYS软件对15m和30m两种跨度矩形截面钢桁架拱结构进行有限元模拟。模型考虑了几何非线性、材料非线性,并采用一致缺陷模态法施加了初始缺陷。建模后,对该结构进行了平面内特征值屈曲分析,给出了结构前六阶屈曲模态,分析了特征值屈曲荷载随模态阶数的变化情况,掌握了结构的线性屈曲特征。然后,在特征值屈曲分析的基础上,本文利用弧长法对所建模型进行了极限承载力分析,分析时考虑了三种不同状况模型,即:仅考虑几何非线性、考虑几何非线性和材料非线性以及考虑两种非线性和初始缺陷。研究了不同条件下矢跨比、高跨比、材料强度、截面高宽比、全跨及半跨荷载作用、杆件管径、腹杆弦杆交角等参数变化时矩形截面钢桁架拱平面内极限承载力的影响。最后,本文对需要改进之处和今后需要进一步开展的研究工作提出了建议。