索穹顶结构是美国结构工程师盖格设计开发的一种新型大跨度空间结构体系，由于其受力合理、外形轻盈美观、造价经济等优点近几年被广泛运用到大型体育场所及公共建筑中。由于该结构体系冗余度低，一旦有局部构件破坏，将很有可能发生大变形甚至连续倒塌，所以充分了解该体系的力学性能及连续倒塌机理是十分必要的。　　本文设计制作了一个跨度6m的Geiger型索穹顶结构模型，采用振弦激励法完成了对模型自振频率的测定，对结构在满跨和半跨荷载作用下的静力性能进行了试验研究，基于拆除构件法完成了对模型连续倒塌的试验研究;对试验过程进行了有限元模拟，与试验结果对比，验证有限元模拟的正确性。主要研究如下:　　(1)索穹顶结构模型自振特性试验研究　　计算得出结构模型预应力平衡态下结构的自振频率，采用振弦激振法对结构模型进行了预应力平衡态下的自振频率测试，描述了实验方案、原理及结果。研究表明:Geiger型索穹顶结构频率具有低频性、密集性，试验模型基频在5Hz左右;试验结果与理论计算吻合良好。　　(2)索穹顶结构模型静力性能试验研究　　对结构模型进行静力加载试验，并对模型进行了有限元分析且与试验结果进行了对比。研究表明:不同工况下，随着荷载的增大，外环索、外斜索索力及外撑杆轴力逐渐增大，脊索索力存在减小现象;外环索、外斜索及外撑杆比其他杆件内力增长幅度要大，从而增加的荷载主要由外环索、外斜索及外撑杆承担;结构对非对称荷载比较敏感，同一荷载等级下，半跨非对称加载引起的节点竖向位移比满跨对称加载引起的竖向位移大;有限元模拟结果与试验结果对比表明内力吻合较好，而位移误差较大，但变化趋势一致，说明了有限元模拟的正确性。　　(3)索穹顶结构连续倒塌试验研究　　基于拆除构件法，对结构模型进行了倒塌试验，并对结构进行了精细化建模分析。研究表明:研究表明:一根外环索或者两根外斜索突然失效后，结构大面积倒塌，发生大变形大位移;一根内环索或者两根中斜索突然失效后，结构内圈坍塌，外圈变形较小;两根外脊索突然失效后，结构内圈坍塌，外圈局部发生大变形;一根或者两根其它杆件失效后，结构发生局部变形，倒塌面积较小;对于同类型杆件，杆件失效位置对结构抗倒塌性能的影响由内向外依次增大，杆件失效数量越多对结构抗倒塌性能的影响越大。因此保证外圈杆件不被破坏及控制失效杆件数量是结构抗倒塌的关键。基于等代节点法对结构倒塌过程进行了建模，模拟结果与试验结果对比表明内力吻合较好，而位移误差较大，但变化趋势一致，验证了有限元模拟的正确性。