铝合金结构在土木工程中的应用是近数十年来发展的新趋势。作为一种新 兴的建筑结构材料，铝合金必将在促进结构工程科学与建筑艺术融合的过程中 发挥深远的影响。与发达国家相比，国内关于铝合金结构的研究起步较晚，尽 管也取得了一些成果，但尚未形成一套完整的设计体系。研究工作滞后和设计 指导原则的匮乏阻碍了铝合金结构在国内的应用和发展，国家铝合金结构设计 规范的制定显得尤为迫切。本文依托国家建设部《铝合金结构设计规范》项目， 主要完成铝合金结构构件中受压板件的局部屈曲和受弯构件的弯扭稳定这两部 分研究工作。 关于如何利用铝合金构件中受压板件的屈曲后强度问题，本文给出了不同 类型板件的有效截面计算方法，并以有效截面的概念考虑局部屈曲对构件整体 承载力的影响。分析中考察了铝合金材料的本构关系，并根据材料类型对计算 公式分类。 根据板的小挠度弹性理论，采用平衡法建立了不同截面的弹性相关屈曲理 论，给出了相邻板件约束系数的计算式；在“有效厚度”法的基础上，通过引 入约束系数考虑相邻板件间的板组效应，从而进一步完善铝合金受压板件的局 部稳定设计理论； 讨论了受压边缘加劲板件，受压中间加劲板件有效截面的计算方法，比较 不同计算模型与有限元分析结果的差异。 根据势能驻值原理，建立了均匀受压矩形管的大挠度屈曲后理论，并用该 理论详细分析了矩形管屈曲后板组效应。在应用板的小挠度弹性理论，对矩形 管进行相关屈曲分析时，总是假定各板件同时屈曲，且屈曲时板件临界应力相 等；这在加载初期是正确的，但在屈曲后阶段不太符合实际情况。更精确的理 论分析表明：由于受压板件屈曲后的应力重分布，各板件的平均纵向应力不再 相等，荷载倾向于作用在刚性好的较窄壁板上；这使得考虑屈曲后行为的均匀 受压矩形管截面的板组效应不及按小挠度特征屈曲分析时那样明显。 研究了铝合金梁的弯曲性能，结合铝合金材料的本构关系，通过数值分析 获得常用截面的塑性发展系数γ。 结合Ramberg-Osgood规律，并采用Steinhardt建议式f0.2=10n，导出了无缺 陷铝合金受弯构件稳定系数与构件相对长细比和材料应变硬化指数的关系。结 合大量的有限元数值模拟分析，针对强硬化和弱硬化合金分别拟合出 Perry-Robertson形式的铝合金梁弹塑性弯扭屈曲计算公式，并对拟合公式进行了 试验验证。 关键词：铝合金 局部屈曲 弯扭屈曲 稳定系数 本构关系 板组效应 大挠度