板片空间结构是一种轻质、高强的新型空间结构体系,其整体稳定性是研究、设计过程中必须解决的问题。另外,板片空间结构属于缺陷敏感结构,在其稳定分析中,缺陷稳定分析是十分重要而又困难的问题,也是结构设计中迫切需要而尚未完全得以解决的问题。本文对板片空间结构体系的稳定性及初始缺陷的影响进行了理论分析和试验研究,主要工作有:1、根据作者的理解,对稳定的基本概念和原理进行归纳和阐述。在对稳定问题进行分类时,在总结各类稳定问题的基本特征的基础上,将非线性分叉问题列为与分支点失稳、极值点失稳、跳跃失稳并列的第四类失稳,并且,还分析了非线性分叉失稳一般发生的条件及其分析方法的基本思想。将四种经典稳定判别准则中的初始缺陷准则应用于非线性有限元分析,提出了研究非线性分叉失稳的初始微小缺陷法。分析了初始微小缺陷法的基本思路、分析步骤和优缺点,并通过相应的试验和算例,证明了初始微小缺陷法是可行的和正确的。2、对板片空间结构进行非线性(几何非线性、材料非线性)稳定性分析,以相应试验和算例为基础,研究了非线性(几何非线性、材料非线性)、结构中的板及板的偏心等因素对板片结构稳定性能(包括结构临界荷载、屈曲构形、破坏形态等)的影响,从而对板片空间结构的稳定性能有了比较全面的认识。3、求结构稳定临界荷载的改进随机缺陷法的研究。在总结现有缺陷分析方法的优、缺点基础上,对它们的思想、假定和实际应用过程中存在的问题进行了理论分析和计算说明,提出了改进随机缺陷法,在阐述其基本假定、指导思想和检验临界荷载分布规律方法的基础上,编写了相应的ANSYS二次开发计算程序和临界荷载分布规律的检验程序。针对不同结构形式的对象,特别是几种常用的板片结构,运用改进随机缺陷法来分析初始几何缺陷对其临界荷载的影响,得出了一些有用的结论,并分析了一致模态法得到的临界荷载的可靠性,从而为板片结构的工程设计和应用提供分析工具和参考。对南通体育会展中心屋盖工程(包括体育馆、会展中心、球形采光顶结构)进行缺陷稳定性分析,并运用改进随机缺陷法研究结构的初始结点位置偏差对其稳定性能的影响,得出了用于工程实际的设计临界荷载值及其概率可靠度。4、为全面了解板片空间结构的受力性能、失稳破坏形态及机理、缺陷对临界荷载的影响,设计了几种常用的板片结构和相对应的一般杆系结构模型,进行稳定性试验。采用液压伺服加载系统(多点加载)和电测相结合的方法,连续跟踪记录结构失稳全过程的荷载位移曲线以及应变变化情况,并以结构实测形状为依据,对比有限元计算结果和试验结果,验证了理论分析方法及改进随机缺陷法的正确性。5、结构的陷敏感区域的研究。顾名思义,结构缺陷敏感区域是指结构中对某种缺陷非常敏感的区域。研究结构缺陷敏感区域具有比较重要的理论和实用价值。本文研究了不同结构形式的对象,特别是几种常用的板片结构的缺陷敏感区域,为其研究、设计、施工等提供了参考。