腹板开洞拱作为一种新型结构,外形美观,结构上承载效率高,建筑上方便通管线。它结合了拱和开洞构件的特点,近几年越来越得到工程设计师的青睐。腹板开洞拱由于初始曲率的存在,使得弯曲、扭转、翘曲的几何方程大都是相互耦合的,再加上孔洞效应的影响,导致其理论分析比较复杂。这种特性复杂的开洞拱目前尚缺乏系统、完善的研究,使其在工程中的应用受到限制。本文主要完成的工作如下:(1)考虑钢拱在径向均布压力下平面内变形和平面外变形相互耦合的影响,计及平面内外变形耦合的二阶项次,推导了双轴对称截面拱在径向均布压力下的面外弹性屈曲荷载公式。(2)通过孔洞等效方法将腹板开洞拱与实腹拱的平面外屈曲荷载相关联,提出了修正换算长细比公式,其能够考虑到开洞拱的抗弯和抗剪能力,方便了腹板开洞拱平面外弹性屈曲荷载的计算。(3)通过有限元数值方法,分析了几何初始缺陷、矢跨比、长细比、拱脚条件和孔洞参数等因素对开洞拱平面外稳定性能的影响规律。(4)对于均匀受压和均匀受弯作用,以正则化长细比为基础,通过修正的换算长细比建立相关系数公式,基于相关系数获得了不同边界条件和不同荷载工况下开洞拱的平面外稳定系数表达式;对于不等端弯矩作用,通过等效相关系数法和等效修正弯矩系数法提出了开洞拱平面外稳定承载力表达式;研究了压弯荷载作用下开洞拱的承载性能,并提出压弯荷载作用下开洞拱的稳定承载力表达式。(5)研究了矢跨比、长细比和拱脚条件对于开洞拱的弹性支撑门槛刚度的影响,引入修正的换算长细比建立新的相关函数,提出了不同支撑数量下基于相关函数时侧向支撑门槛刚度的表达式。