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格构式拱形刚架结构是钢管拱桁架结构的一种衍生，由桁架拱和桁架柱组成。格构式拱形刚架结构在不改变结构矢跨比的情况下，可以通过改变桁架柱的高度，改善结构的使用空间。由于格构式拱形刚架结构具有形式简单、外形美观、结构轻巧、受力明确、施工方便等优点，目前广泛应用于公共建筑中。目前，针对格构式拱形刚架体系的受力性能分析及结构优化设计，已有很多文献研究，对于预应力刚架，也已有一定研究。但目前已研究的布索方式多为张弦梁式布索，其仅是对预应力拱结构布索方式的简单套用而未考虑到对桁架柱和结构整体抗侧刚度的加强。因此为提高预应力格构式拱形刚架结构的整体性和整体刚度，改善其受力性能，研究适于此类结构的整体布索预应力方案极为必要。本文提出一种整体布索方案来解决此类问题，并着重从以下几个方面对这一类新型结构体系进行了相关研究：首先将本文提出的整体布索方案与传统布索方案下的格构式拱形刚架结构进行静力及稳定性分析对比，并从静力性能考虑对本文提出的布索方式进行了具有普遍适用性的优化。然后将整体布索方案引入整个格构式拱形刚架结构中，并对其与未布索结构进行了考虑双重非线性的静力性能参数分析，分别考察了矢跨比、桁架柱高度、桁架梁高度、主体结构杆件截面尺寸、预应力大小和分布六个参数中某一参数单独改变时结构的位移、水平支反力和杆件内力的变化以及预应力拉索对结构静力性能改善情况的变化。最后对整体布索与未布索格构式拱形刚架结构屈曲模态进行了对比，考虑双重非线性，从大规模参数分析出发，分析了这些参数的变化对结构静力稳定性能的影响，并研究分析了非对称荷载分布及初始几何缺陷等因素对结构静力稳定性能的影响。本文的研究可为今后整体布索格构式拱形刚架结构的工程应用提供一定的理论依据和参考。