膜结构中受预应力的膜材可发挥承重及围护作用,结合金属薄板的高强度,北京市建筑工程研究院与我校空间结构研究中心共同提出了一种新的预应力空间结构体系——预应力金属薄板结构。该结构体系充分发挥金属薄板抗拉强度远高于膜材的特点,对其施加预应力并引入到屋盖结构中,从而形成金属板为承重构件并兼具围护功能的结构体系。　　 为了将该新型结构体系推向实际工程应用,本文对该结构体系的构成以及受力性能等进行了研究。主要内容如下:　　 1、探讨了可行的预应力金属薄板结构形式,根据结构投影平面的不同,分为矩形平面结构及圆形平面结构。按照主要受力构件的不同,矩形平面结构又分为以索和板为主要受力构件的索-板结构和以梁、板为主要受力构件的梁-板结构。根据上部结构对下部支承的要求,梁-板结构又分为梁受压弯作用的、可以形成自平衡体系的一般意义上的梁.板结构和梁受拉弯作用的梁(劲性索)-板结构。　　 2、对矩形平面预应力金属薄板结构的基本结构形式索-板式、梁-板式及梁(劲性索).板式结构分别建模分析,总结并对比了各自在初始态和荷载态下结构的静力性能并着重研究了金属板的内力和变形的变化规律以及金属板在结构中所起到的作用。　　 3、为了充分发挥矩形平面预应力金属薄板结构的优势并掌握其合理的形式及参数设置,对索-板结构及梁(劲性索)-板式结构进行了包括矢跨比、垂跨比、预应力度、金属板厚等参数的分析,给出各参数的相关变化规律和合适的取值范围,并通过一个40m跨索-板结构的分析,对建议的参数进行了验证。　　 4、建立了圆形平面预应力金属薄板结构有限元模型,分析了其静力性能,分析比较了结构主要参数变化对结构尤其是金属板受力性能的影响,给出各参数的相关变化规律和合适的取值范围;为加深对结构性能的了解,对结构的自振特性进行了研究。　　 基于上述研究认为,该结构体系具有较为突出的优点,结构受力合理,金属板起到围护作用的同时,发挥了重要的结构作用,使材料得到了充分的利用。通过理论分析,为结构进一步的推广应用打下良好的基础。