轮辐式双层索系结构其构成机理类似于自行车轮,通过拉索连接内外环组成的新型大跨空间结构,整个结构处于自平衡受力状态。该结构体系杆件节点少、自重轻、跨度大、施工简便快捷、造型新颖美观,目前广泛应用于体育建筑中。作为2023年亚洲杯比赛主场馆,大连梭鱼湾专业足球场不仅用于承办国际顶级赛事,而且也是赛后举办文体活动、全民健身、旅游观光的重要场所。本文以该足球场的建设为背景,采用数值模拟分析方法,从设计角度出发,对轮辐式双层索系结构的力学性能和施工成形过程进行了研究,为实际工程的建设提供参考。本文首先回顾了轮辐式索系结构的发展历程、结构特点和国内外工程应用实例,归纳分析了国内外研究现状,包括找形分析、力学性能分析、施工成形分析。其次结合背景工程的特点,选取了5种轮辐式双层索系结构方案,对其进行选型分析。探究了结构的静力性能,分析在满跨和半跨荷载作用下结构的静力响应,得出了结构在不同荷载作用下的内力和位移特点;采用静力失稳模态法来考虑结构的初始缺陷分布,确定了结构的整体稳定性能;对结构的自振特性和抗震性能进行分析,得到了各结构方案的动力特性;探究了轮辐式双层索系结构遭遇突发状况时,在不同位置和不同时间条件下发生局部断索破坏,对其抗连续倒塌性能的影响。从这4个方面对各结构方案的响应进行了比较,选定了综合性能最佳的结构方案。然后通过参数化分析对综合性能最佳的结构方案进行了深入研究,分析了拉索预应力水平、杆件截面大小、内环高度以及支座约束条件对结构静力性能和自振特性的影响,得出了结构响应的变化规律,对轮辐式双层索系结构进一步优化,减少用钢量,降低工程成本,提高经济性。最后对轮辐式双层索系结构的关键节点和施工成形过程进行了研究,对结构支座节点和内外环拉索锚固节点进行了分析验算,确保节点安全有效。分析了施工中的难点问题,制定了3种施工张拉方案,采用正向分析法对施工过程进行了模拟,通过对拉索索力的发展历程、张拉设备的选用、施工可操作性的分析,比较了各施工方案的优缺点,为大连梭鱼湾专业足球场的张拉施工提供理论依据。