拱结构因其力学性能优良、线形美观等优点而被广泛应用于国内外诸多工程领域。拱结构的平面外稳定问题长期备受关注,但温度场、复杂边界以及剪切变形对拱结构的平面外稳定影响尚不明确。为探明梯度温度对拱平面外稳定性影响、完善拱结构平面外稳定理论体系、填补设计规范的空缺,本文基于能量法针对梯度温度场与力耦合作用下弹性约束拱的平面外稳定问题展开系统的理论研究,具体如下:(1)热力耦合下弹性约束圆弧拱失稳前力学行为研究。分别构建了径向均布荷载、线性梯度温度场、线性梯度温度场与径向均布荷载耦合作用下,弹性约束圆弧拱的失稳前能量方程;分别推导了弹性约束圆弧拱失稳前的位移、应力、应变、弯矩、轴力以及剪力的解析解;探讨了线性梯度温度对拱内力变化规律的影响,为热力耦合下弹性约束拱的平面外失稳研究奠定了基础,并通过有限元数值模拟验证了内力解析解的正确性。(2)热力耦合下弹性约束圆弧拱平面外失稳机理研究。构建了径向均布荷载、线性梯度温度场与径向均布荷载耦合作用下,弹性约束圆弧拱的平面外失稳位移函数和对应的能量方程;并推导了线性梯度温度场作用下工字形截面有效抗弯刚度、有效翘曲刚度和有效扭转刚度的解析解,求解获得弹性约束圆弧拱平面外弯扭失稳临界荷载解析解,并通过有限元数值模拟验证了平面外失稳临界荷载解析解的正确性。(3)热力耦合下弹性约束圆弧拱的平面外失稳参数分析。完成了线性梯度温度场、弹性约束柔度、长细比、剪切变形等设计参数对圆弧拱失稳前内力以及平面外失稳临界荷载的影响分析,阐明了热力耦合下拱面外失稳模态,揭示了其失稳机理,指出了开展梯度温度与外力耦合下拱面外失稳研究的必要性。