空间结构在提供大范围自由使用空间的同时,内部支承构件的干扰很小。壳体结构作为应用最为普遍的空间结构形式之一,目前被广泛应用于各类公共建筑中。与一般的平面结构相比,壳体结构发生失稳破坏的可能性提高,这引起了学者和工程师对该结构的稳定性能研究的重视。双向组合壳体结构是未来发展方向之一,目前对双向组合柱面壳体结构的稳定性研究还很少。本课题以东南大学九龙湖校区游泳馆屋盖暂定采用双向柱面组合钢网壳或钢筋混凝土壳结构形式为实际工程背景。按照现行国家规范要求,分别利用SAP2000和Midas/Gen对钢网壳和混凝土壳进行结构设计和验算,并且建立ABAQUS有限元模型进行参数化稳定性分析,在特征值屈曲分析和非线性稳定性分析的基础上,在单一变量条件下讨论非线性、初始缺陷、壳板厚度等因素对稳定临界荷载系数的影响。并从配筋面积、支承拱截面尺寸、壳板厚度等角度讨论结构优化设计的可行性,得出如下结论:(1)钢网壳结构中应适当加大大柱壳端边悬挑壳离壳顶六分之一大壳宽度至落地区域内的杆件截面;双向柱面组合钢网壳的稳定临界荷载系数的非线性效应明显、初始缺陷幅值敏感度较低,同时初始缺陷的引入和幅值加大对结构的变形和应力分布影响较大,在稳定性分析中应根据研究目标考虑初始缺陷的影响。对比最不利荷载组合工况和竖向恒活荷载标准组合下的稳定临界荷载比例因子可得,双向钢网壳结构在《空间网格结构技术规程》建议的竖向恒活荷载标准组合工况下进行稳定性分析是偏安全的。(2)钢筋混凝土壳在温度作用下应力较小,可通过设置后浇带等构造措施来缓解温度应力的影响。双向柱面组合钢筋混凝土壳的稳定临界荷载系数的非线性效应明显、初始缺陷模态和幅值敏感度较低,在稳定性分析中可在工程容许范围内忽略初始缺陷的影响。通过对比最不利荷载组合和竖向恒活荷载标准组合工况下的弹塑性全过程稳定性分析结果,可得双向钢筋混凝土壳除按规范建议的竖向恒活荷载标准组合工况分析外,还应考虑水平地震荷载等水平荷载的影响。(3)钢筋混凝土壳可采用减小X向小拱、Y向大拱、XY斜向拱为变截面拱形式、减小壳板厚度等方式进行轻量化设计,同时结构稳定临界荷载系数能够满足规范要求。