目前针对大跨度复杂仿生空间组合结构的研究尚不全面,如何针对建筑效果选择合理的结构形式,并对结构受力性能进行分析具有重要的工程价值;同时目前设计规范中的支座节点类型还不能充分满足工程需求,因此本文针对莲花形空间管桁架结构,从结构性能分析出发,对此类空间结构的选型、稳定性能进行深入研究,为类似仿生空间结构设计分析中应重点考虑的问题提供参考,同时提出一种新型支座节点,并进行试验研究和参数化分析。主要研究内容如下:（1）提出了两种空间结构体系:莲花形大跨空间管桁架结构和拉索肋环形空间结构;分析了两种结构构成特点,利用有限元软件SAP2000进行标准工况下的受力分析,根据刚度指标、强度指标、经济性及建筑适应性,综合对比结构选型对受力性能的影响。结果表明:莲花形大跨空间管桁架结构比拉索肋环形大跨空间结构的空间刚度和承载力高,结构传力路径明确,呈现较好的空间协同作用,且具有良好的经济性与建筑适用性。（2）研究了莲花形大跨空间管桁架结构的稳定性能,结果表明:结构失稳模态包括三种:上凸下凹的马鞍形整体失稳、波浪形整体失稳、局部环向连接杆件失稳;JG1～JG4的第1阶屈曲特征值分别为:3.789、4.785、4.575、5.561,结构设计中合理设置下弦拉杆可显著增大结构屈曲荷载;增大交叉斜撑截面面积可有效增大高阶屈曲特征值;增大环向连接杆件截面面积可提高第1阶屈曲特征值。JG1～JG4考虑双重非线性时的安全系数分别为3.499、4.181、4.060、5.107,合理设置下弦拉杆的同时增大环向连接杆件截面面积,对提升结构弹塑性稳定极限承载力最有效。JG1～JG4考虑双重非线性时的安全系数降幅比分别为7.6%、12.6%、11.3%、8.2%,相比燕子状管桁架、单层网壳、弦支穹顶、双向悬索及张弦桁架结构的稳定性好。（3）设计了8组V形撑杆半球支座节点试件并进行了静力加载试验研究,结果表明:支座节点的破坏模式有四种,分别为半球先屈服支管后屈服、支管屈服、半球表面屈服、半球受拉屈服并产生裂纹。节点承载力随半球直径、半球壁厚、支管直径及受力工况的不同而改变;当半球发生破坏时,承载力与支管壁厚无关;在受力过程中半球顶部应变最大。基于218个有限元模型受压、受拉工况下的参数化分析,拟合提出了V形撑杆半球支座节点的承载力计算公式,并分析了加劲肋对节点极限承载力的影响,给出了加劲肋提高系数。