由于意外事件、结构本身及外荷载的不确定性等引起的干扰,可能会导致结构局部损伤或由此引起整体或连续倒塌。自从1968年伦敦Ronan Point公寓因第18楼瓦斯爆炸或引起阳台连续坍塌以及“9·11”事件以来,这种“结果与起因不相称的破坏”开始引起各国学者的广泛关注,即结构鲁棒性。目前,关于结构鲁棒性的定性及定量研究已不少见,但仍然缺乏普遍可以接受的鲁棒性定量评价标准及设计方法。此外结构鲁棒性的研究对象多集中于桁架、框架、桥梁及网格结构结构等,关于弦支结构鲁棒性的研究较为少见。本文根据外界干扰的性质,分别从初始损伤和不确定性干扰两方面对结构鲁棒性展开研究,并提出基于鲁棒性和连续体拓扑优化的弦支结构鲁棒性设计流程。首先,针对结构鲁棒性评价的确定性指标具有直观简单、易于理解的特点,以杆件截面损伤指数模拟材料的退化效应；推导总结了描述结构性能的指标,定义了一组结构鲁棒性量化指标,并将其运用于桁架结构和弦支结构的鲁棒性评价,分析了各种指标的适用性。结果表明,基于位移二范数和基于应变能的结构鲁棒性指标随杆件损伤指数变化明显,对不同部位结构损伤较为敏感,最适用于结构鲁棒性的评价。其次,从结构及外荷载不确定性的角度出发,基于info-gap理论建立了描述荷载和结构不确定性的数学模型,结合性能需求建立了评价结构在常规荷载和结构属性波动下的鲁棒性指标；针对鲁棒函数求解的嵌套优化问题,采用粒子群算法进行优化,绘制不确定区间模型下的性能曲线,评价了桁架结构和某葵花型弦支结构的鲁棒性。结果表明,基于info-gap决策理论的结构鲁棒指标,能够较好地反映弦支结构不确定性与不相称的破坏的关系,具有直观简单的特点。再次,基于H∞理论,采用结构系统传递函数的H∞范数,作为弦支结构鲁棒性的定量评价指标,以单元密度为设计变量,采用SIMP模型描述材料的刚度,结构鲁棒性为优化目标,将结构鲁棒性设计转化成连续体拓扑优化,并通过粒子群算法求解。以弦支双曲球壳模型为例,通过鲁棒设计得到了鲁棒构型。最后分别通过静力和冲击试验,制造干扰场景,分析不同结构设计方案的鲁棒性。结果表明,H∞结构鲁棒性评价指标可以反映干扰与后果是否相称,通过连续体拓扑优化进行鲁棒设计,能够有效地提高结构鲁棒性,可以为结构初始概念设计提供参考。