该文在对杆系结构的分类、自应力模态和机构位移模态研究的基础上,从索穹顶结构特有的杆件拓扑关系入手,提出了单位整体可行预应力这一新概念,并最终解决了自应力模态下该体系稳定性判定问题,根据这一理论编制了相应的程序,对肋环型、三角化型的凯威特型等多种布置形式的索穹顶结构进行了计算分析,得出了一些对结构选型有用结论.该文在对杆结构的分类、自应力模态和机构位移模态研究的基础上,从索穹顶结构特有的杆件拓扑关系入手,提出了单位整体可行预应力这一新概念,并最终解决了多自应力模态下该体系稳定性判定问题;根据这一理论编制了相应的程序,对肋环型、三角化型和凯威特型等多咱布置形式的索穹顶结构进行了计算分析,得出了一些对结构选型有用的结论.该文采用二节直线杆单元来模拟受压杆;提出并采用新型二节点曲线索单元来模拟受拉索,建立并求解了索穹顶结构非线性混合有限元方程.针对索穹顶结构优化的研究现状,该文首先研究了一般空间网格结构考虑几何非线性的优化问题,然后从适合索穹面工程应用的角度出发,对选定预应力情况下的截面优化和选定截面情况下的预应力优化两种情况分别作了研究,最后研究下的截面优化和选定截面情况一的预应力优化两种情况分别作了研究,最后研究了截面尺寸与预应力同时优化的问题.为解决二种变量同时优化带来的矩阵奇异问题,采用分层优化法进行分析.索穹顶结构作为一种新型大跨空间结构体系,与传统结构分析不同的是索穹顶的成形分析是推广其工程应用拟解决的关键问题.该文针对这一问题,提出了施工控制反分析法,从而确定各个阶段的理想施工状态参数(包括索力和标高),此时结构不仅满足自平衡要求,且按此状态施工,或以达到理想的设计形态.