本文研究一种由两根圆钢管弦杆和若干平腹板组成的新型腹板开孔钢拱结构,因其能够有机结合拱形钢结构和腹板开孔构件的双重优势,所以在中小跨度的屋面结构和空间结构中具有一定的应用前景。目前关于腹板开孔结构的研究尚不充分,本文将采用理论分析和数值相结合的方法来对腹板开孔钢拱的平面内稳定性能及设计方法进行深入研究。在强度计算方面,通过由结构力学方法或者对等效简化梁单元模型进行一阶弹性分析所获得的内力解答,推导了对腹板开孔钢拱结构的分肢和腹板进行强度验算的公式。同时,为给出腹板高厚比限制条件,对腹板进行了独立的弹性屈曲分析并在腹板弹性屈曲不先于屈服发生的条件下给出了腹板的高厚比限值;基于弹塑性大挠度有限元数值分析结果,通过数值拟合得到了考虑屈曲后性能的腹板的极限承载力计算公式。计算了腹板开孔钢拱的剪切刚度,并基于此给出了计算腹板开孔钢拱的弹性屈曲荷载的公式。在考虑了矢跨比、长细比以及腹板与分肢弦杆尺寸变化的条件下,通过有限元数值分析验证了上述公式的适用性。通过有限元数值分析方法,研究了腹板开孔钢拱在均匀受压工况下的弹塑性极限承载能力,并通过参数分析研究了各参数对均匀受压承载力的影响规律。通过弹性屈曲荷载引入的正则化长细比,建立了腹板开孔钢拱的稳定系数曲线。结合全跨水平均布竖向荷载、半跨水平均布竖向荷载及二者组合作用下的参数分析,探究了腹板开孔钢拱在压弯组合作用下的失稳机理和承载力变化规律。基于均匀受压工况和压弯组合工况的计算分析结果,建立了适用于腹板开孔钢拱的平面内稳定承载力设计公式。通过有限元数值分析校核了上述公式的适用性,结果表明,上述公式可较为准确且偏于安全地估计腹板开孔钢拱的平面内稳定承载力。针对当腹板高厚比较大时腹板开孔钢拱有可能发生由腹板失稳或者整体和腹板相关失稳来控制的破坏模式,本文还通过不断改变腹板高厚比来研究了腹板高厚比对整体稳定承载力的影响规律。结合计算结果给出了不同荷载工况下保证腹板失稳不先于整体失稳的高厚比限值。