弧形钢闸门主框架是特定约束条件下的钢框架,钢框架稳定性的研究是钢结构研究领域中一个主要课题,尤其对现实具体工况下钢框架结构稳定性的研究有待进一步完善。现行SL74—95《水利水电工程钢闸门设计规范》中弧形钢闸门主框架的稳定性是以计算长度系数法为基础的,虽给出了弧形钢闸门主框架柱计算长度系数的推荐数值范围,并在规范编制说明中给出了基于弧形钢闸门框架支臂弹性屈曲分析的精确解析计算公式及图表,但公式为超越方程,求解很不方便,推荐的数值范围较大,设计中难以把握。本文根据转角位移法基本原理,提出了直接求解钢框架及弧形钢闸门主框架柱的计算长度系数的计算方法,并考虑非对称荷载、柱端弯矩及剪力等因素对计算长度系数的影响,对框架柱的计算长度系数计算公式进行修正;根据弹性稳定理论,给出了弧形钢闸门横向框架和纵向框架的稳定方程;根据结构二阶分析理论,提出了弧门纵向框架稳定性的二阶分析方法。论文的主要研究工作与成果如下:1.利用转角位移法分析研究平面钢框架的弹性稳定性问题,建立了弧形钢闸门主框架柱屈曲的弹性稳定方程及特征值方程。2.根据平面刚架稳定性分析的特征值方程(通式),考虑弧形钢闸门主框架柱的柱端约束的特殊情况,得到弧形钢闸门主框架柱的计算长度系数方程。推导出任意抗侧刚度及柱端约束条件下柱稳定平衡方程及特征值方程,其中弧门主框架主横梁式梯形框架的临界荷载比较现行规范推荐的有限元法简单方便、结果精确及物理概念明确等优点。3.根据现行SL74—95《水利水电工程钢闸门设计规范》对弧形钢闸门主框架构造的要求及GB50017—2003《钢结构设计规范》的规定,提出弧形钢闸门主横梁门式框架的屈曲模态为弱支撑框架有限侧移反对称屈曲模型,利用转角位移法,得到了考虑支撑刚度作用的框架柱计算长度系数的近似计算方法。本文得到的计算公式有较好的精度,可供工程实际应用。4.根据结构二阶分析理论,提出弧门纵向框架稳定的二阶分析法。