因独特的结构体系,空间桁架结构在大跨度公共建筑、桥梁公路、施工支护等诸多领域都有较多应用,并且自重轻、造价低、施工简便等特点使这种结构近年来在公共建筑领域中得到了长足发展。在一定的约束条件下,结构优化设计可以最大限度的减少建筑材料用量、降低建筑成本,所以随着桁架结构的广泛运用,桁架结构的优化问题在很长一段时间内引起设计人员的特别关注。空间桁架结构优化设计对降低空间桁架结构成本和空间桁架结构的推广应用有很大意义。对于悬挑空间桁架结构而言,稳定性分析是其结构设计中的关键问题。本文以某体育场为工程实例,利用ANSYS有限元软件对悬挑空间桁架的杆件进行截面优化,并对结构进行了线性屈曲和非线性屈曲分析,得到结构的破坏机理和失稳模态,进而对空间悬挑桁架稳定性能有进一步的把握,旨在为今后类似设计提供参考,本文主要包括以下内容:　　1.以悬挑空间桁架实际工程为研究对象,利用有限元分析软件ANSYS优化设计功能,结合结构优化理论,以构件的强度、刚度、稳定性、悬挑空间桁架的整体挠度等作为约束条件,将空间悬挑桁架的总质量作为优化目标进行优化设计分析。在优化设计中考虑1.2恒载+1.4活(雪)载和1.2恒载+1.4活(雪)+0.6*1.4正风压两种工况下合理的杆件截面尺寸。计算表明,钢材总重量从原来的2846.41t减少到2544.68t。可节约钢材10.6％,优化效果良好,可达到节约成本、提高经济效益的目的。　　2.在整个悬挑空间桁架静力分析的基础上,采用ANSYS有限元软件对结构进行线性屈曲分析,求得结构在不同工况下的屈曲模态和屈曲荷载系数。分析结果表明,悬挑空间桁架发生局部屈曲失稳,失稳破坏主要是刚度较小的尾桁架和内环向次桁架。　　3.利用几何非线性及弹塑性两种方式对悬挑空间桁架结构稳定性及极限承载能力进行非线性分析,得出各种工况下的稳定极限承载力临界系数和荷载—位移全过程变化曲线及不同工况下结构正应变云图。通过线性屈曲和非线性屈曲分析比较,得出线性稳定分析所得到的稳定安全系数是保守的,非线性分析中的弹塑性屈曲稳定分析所得到的稳定安全系数对工程有实际参考价值,所以进行考虑几何和材料非线性的弹塑性分析是很有必要的。　　4.在上述工作基础上,考虑了初始几何缺陷、节点刚度等参数对悬挑空间桁架稳定性的影响。结果表明,节点刚度对结构的极限承载力和失稳时变形有影响,特别对于考虑初始几何缺陷的模型。总体来讲,初始几何缺陷对此结构影响不大。当选用不同的单元类型和节点连接体系时,结构对初始几何缺陷的敏感程度稍微有所不同。结构失稳类型在一定程度上影响着结构对初始几何缺陷的敏感程度。