21世纪以来,单层球面网壳结构因其具有的受力合理、跨度大、自重轻等特性而在实际建筑工程中得到了广泛的运用。但单层球面网壳是一种缺陷敏感型结构,尤其是节点偏差导致的初始几何缺陷会对结构承载力造成很大的影响。由于初始几何缺陷具有显著的随机性,考虑缺陷结构的单层球面网壳结构的随机稳定性分析对于保障此类结构稳定安全性具有重要的理论意义和工程应用价值。本文主要通过对经典的一致缺陷模态法、随机缺陷模态法以及改进后的随机缺陷模态叠加法进行对比和研究,归纳出这些缺陷模拟方法的不足。针对这些方法的不足之处,对一种随机场缺陷模拟方法进行改良,提出了一种基于随机场理论的缺陷模拟方法。这种缺陷模拟方法将刚竣工后的真实网壳结构现场实测数据作为构建缺陷随机场的依据,从而生成具有相关性的随机初始几何缺陷分布。这一方法既考虑了缺陷分布的随机性,又考虑了节点缺陷之间的相关性,能为求得的承载力提供可靠度保障。单层球面网壳结构在随机缺陷作用下的稳定承载力计算是一个高维问题,其计算工作量巨大。为解决这一问题,本文采用基于分数矩的最大熵方法导出稳定承载力的概率分布情况,不仅可显著地减少求解规定可靠指标下结构稳定承载力所需的计算次数,亦能保持很高的计算精度,使得初始缺陷下的单层球面网壳随机稳定性分析应用于工程实际成为可能。这一方法的具体步骤如下:首先,基于拉丁化部分分层抽样方法进行初始几何缺陷随机场的模拟,生成一种具有相关性的初始几何缺陷代表性样本;然后,进行单层球面网壳结构确定性稳定性分析,计算求解缺陷结构稳定承载力的分数矩;最后利用分数矩约束下的最大熵方法对单层球面网壳稳定承载力的概率密度函数进行重构,进而获得指定可靠指标下的结构稳定承载力。采用一致缺陷模态法、随机缺陷模态法、随机缺陷模态叠加法与本文方法对相同单层球面网壳进行稳定承载力计算,通过对比四种方法的结果,总结出了不同缺陷模拟方法下承载力的变化规律,并验证了本文方法的合理性。此外,利用本文提出的方法,为随机缺陷模态叠加法选取了一个能够兼顾模拟效果与计算成本的叠加阶数。为进一步研究各种因素对单层球面网壳结构随机稳定性的影响,考虑缺陷幅值、矢跨比、荷载分布形式等因素进行了参数分析。此外,对比相同参数下的一致缺陷模态法结果,用以验证本文方法的正确性。并且总结出了缺陷大小是影响网壳稳定承载力的主要因素,并建议选取缺陷幅值为L/500,以及稳定承载力与矢跨比大小呈正相关、与活荷载占比呈负相关等具有参考价值的结论。