本文采用非线性有限元分析方法,对冷弯薄壁型钢门式刚架结构的承载力极限状态、正常使用极限状态以及设计方法进行了研究。首先对平面冷弯薄壁型钢门式刚架试件进行模拟,同时考虑了材料非线性和几何非线性。研究了螺栓孔壁的滑移、初始缺陷等对刚架极限荷载和变形的影响,提出了采用弹簧单元替代孔壁滑移的方法。在此基础上,将有限元分析结果与试验结果进行对比,从而验证了该方法的正确性和可靠性。其次研究了刚架腹板高度、翼缘宽度、柱脚刚度、节点板尺寸、构件线刚度、刚架梁坡度等对冷弯薄壁型钢门式刚架极限承载性能的影响,结果表明:翼缘宽度、刚架梁坡度的变化对刚架极限承载力影响较小;随着刚架腹板高度增加、柱脚刚度的增大、节点板尺寸的增加,刚架极限承载力明显提高:随着刚架高度或跨度的增加,刚架极限承载力有所降低。再次对三维空间刚架整体模型进行了变形分析。研究了剪力蒙皮效应对冷弯薄壁型钢门式刚架变形的影响,包括竖向变形和侧向变形。通过对竖向和侧向两种变形进行分析,表明在进行冷弯薄壁型钢门式刚架设计时,结构受承载能力极限状态控制;此外,还对刚架进行了变竖向荷载的侧移分析,研究表明,冷弯薄壁型钢门式刚架结构体系侧移二阶效应显著;在上述研究的基础上,就刚架节点板厚度及尺寸的确定、蒙皮效应影响系数、刚架结构或构件的变形限值规定等提出了一些建议。最后,结合已有的理论研究成果,参考国外相关的科研成果和国内结构设计方面的规范(程),进一步提出了冷弯薄壁型钢门式刚架结构体系设计方法,包括螺栓孔壁滑移刚度的计算、节点刚度简化计算、构件设计方法及节点设计方法等。基于该设计方法,对冷弯薄壁型钢门式刚架进行了试设计,并与轻型门式刚架结构进行经济性比较,研究表明:冷弯薄壁型钢门式刚架结构房屋在无吊车、小跨度领域具有良好的经济性能。