网壳结构作为新型曲面结构,跨度大、刚度好、制作安装方便等一系列优点使其在生活中得到广泛应用。基于函数曲面在空间网壳的发展和应用,本文提出了一种新型网壳结构形式:以正弦半波曲线为母线,绕自身对称轴旋转所得到的旋转正弦曲面单层网壳。通过运用有限元软件ANSYS建立网壳模型,并对其静力及稳定性能进行详细的分析。本文首先对比分析了四种不同正弦曲线划分形式下旋转正弦曲面单层网壳的静力性能,并得到了一种较为合理的正弦曲线划分方式。随后对此网壳结构进行静力性能的分析,主要有内力分布、变形规律、支座反力以及单位面积下的用钢量,并进一步将其静力性能与球面网壳进行对比分析。在了解掌握网壳静力性能的基础上,以仅考虑结构几何非线性为前提,分析了结构的屈曲模态,并且通过大量的参数分析,研究了跨度、矢跨比、杆件截面尺寸、初始几何缺陷、荷载不对称分布、正弦曲线上节点选取方式以及网壳环向分割频数对旋转正弦曲面单层网壳稳定性能的影响。然后通过对旋转正弦曲面单层网壳结构的内力分布以及屈曲模态的综合考虑,提出了两种提高结构极限承载力的曲线优化方案:正弦曲线划分比例的优化以及正弦曲面的曲率优化。通过大量的数据计算分析,找出较为合理的正弦曲线划分比例系数以及正弦曲面的曲率变化范围,并最终考虑全文所分析的网壳稳定性能影响因素,拟合出旋转正弦曲面单层网壳结构的极限承载力公式。最后对旋转正弦曲面单层网壳的薄弱区域次外环进行了局部加强设计,形成局部双层网壳,并对其进行屈曲模态、局部双层构造中杆件布置形式的研究以及局部双层厚度对结构极限承载力的影响分析。