AP1000临时顶盖是核岛建筑结构中的重要防护结构,其在日常吊装使用时的便捷性对吊装施工的质量和工期有着较大的影响,该结构的力学性能决定了对安全壳内部的设备保护程度以及关乎核岛的安全。改进临时顶盖的结构,对降低可操作难度、提升安全防护性能、节约成本和缩短工期有着重要的意义。本文以应用于AP1000核电站工程建设为目的,以AP1000临时顶盖为研究对象,针对原有结构设计存在桁架高度过高、开口面积不足、抗风载能力不足等问题对顶盖结构设计进行改进,并采用有限元软件ANSYS对改进后的结构进行应力分析,最后再采用扩展后的满应力法完成对结构杆件的截面优化。主要研究内容如下:(1)对连接桁架构造、开口部件、腹板空间桁架结构和运行结构进行了改进,将顶部桁架高度由6220mm降低为3105mm以及开口面积由210.6m~2拓宽到423.8m~2;为了便于运输和拆装,将整体结构分成了5个子模块;根据顶盖自身结构特点对吊装的吊点布局进行研究,对比分析2种方案的优缺点后最终采用8个吊点的布局设计。(2)基于有限元软件ANSYS分别建立吊装、工作、非作业有限元模型,通过分析吊装工况下的力学特性验证其吊装方案的可行性;通过分析工作和非作业工况下顶盖应力大小、位移大小以及屈曲特征值,并对比分析5种工况下顶盖对筒体应力和应变的影响,从而验证结构设计的合理性和安全性。(3)将临时顶盖的所有组成杆件分成6组,采用拓展后的满应力法对杆件的截面积进行迭代计算,在满足应力、位移以及稳定性要求下完成对杆件截面优化选型,经过四次优化后,顶盖的总重由原来重86.1t降低为59.8t,其减少了31%的重量,从而进一步降低了其对下筒体的影响以及节约成本。