钢材具有良好的强度和延性，易于加工，施工方便，但杆系钢结构的稳定问题比较突出。而且结构或者构件一旦失稳破坏，则结构随即倒塌崩溃，发生灾难性工程事故，因此钢结构的稳定问题一直都是土木工程领域的研究热点之一。智能材料具有自诊断、自调节、自恢复、自修复和智能驱动等功能，在土木工程中有着广阔的应用前景。例如，利用压电材料特殊的正、逆压电效应，即可研制开发高效可靠的压电智能传感器和压电智能驱动器，从而实现土木工程结构的智能振动控制、智能稳定控制或智能监测等。这是一个新型的研究方向，许多问题目前还处于研究的起步阶段。本文提出了一种在普通钢构件中嵌入压电堆，形成智能主动控制元件，即主元杆件。这种杆件具有检测和驱动功能，若将其安装在结构中，则可实现对钢结构静力和动力稳定的主动控制。基于上述思想，论文首先推导了嵌入压电堆杆件在静力作用下的稳定方程，考虑了非机电耦合与机电耦合两种情况，利用算例探讨了主元杆件中压电堆长度和出力对主元杆件稳定性的影响；然后采用同样的方法，进行了动力作用下主元杆件的稳定性分析，得出了简谐荷载下动力失稳的Mathieu—Hill方程。其次，以计算模型为例，采用理论分析和有限元计算相结合的方法，进行了模型节点配重和结构主元杆件的优化布置分析，并通过对主元杆件中压电堆的4种嵌入方式的比较，探讨了主元杆件中压电堆嵌固位置和压电堆长度对结构稳定控制的影响规律，为经济合理地利用压电堆进行结构稳定控制提供了理论依据。最后，采用有限元方法对模型结构进行了动力时程分析，主要计算了结构未设置主元杆件和设置主元杆件时的动力时程响应，得出了在不同地震动峰值加速度下结构的最大位移和特征节点的位移时程曲线。采用B—R动力失稳判别准则，研究了结构的动力失稳问题，并对两种情况的计算结果进行了对比，得出了设置主元杆件可以有效延缓结构动力失稳等一系列结论，为进一步深入研究提供参考。