张弦桁架结构是通过撑杆连接上弦立体桁架和下弦高强度拉索而形成的一类新型大跨度空间结构形式,是由张弦梁结构发展而来的。近年来,由于在许多重要的大跨度建筑中的成功应用,使其成为了当前空间结构研究领域中的热点课题之一。本文以圆满完成某大跨度张弦桁架雨棚的设计任务为基本出发点,在查阅大量文献资料和经典工程案例的基础上对张弦桁架结构进行了参数优化分析、抗震性能分析和模型试验研究,比较系统的对张弦桁架结构的整个设计研究过程进行了较为详细的阐述。首先,本文在查阅大量国内外相关文献的基础上简单回顾了张弦结构的发展历史、工程应用及研究现状,对所设计的张弦桁架雨棚的工程概况做了简要介绍,确定了本文的主要研究内容并对研究工作中涉及到的一些理论知识和计算方法做了介绍。参数优化分析是张弦桁架结构设计中的关键问题。本文第三章在总结前人经验的基础上,结合工程设计需要确定了新的分析目标,引入了新的分析参数,对其进行了比较详细的分析和讨论,得出了一些有工程实用意义的结论,同时也为实际结构获得了经济、合理的结构参数,最后在此基础上提出了张弦桁架结构进行参数优化分析的建议步骤。张弦桁架结构的动力性能研究正逐渐受到国内外学者的重视,其抗震性能研究更是工程界所普遍关注的问题。本文第四章首先对张弦桁架结构的自振特性进行了分析,对其自振频率和振型的特点进行了总结。然后利用振型分解反应谱法和时程分析法对结构在地震作用下的受力性能进行了分析和比较,验证了结构设计的安全性,并为以后的结构设计工作提供了借鉴。最后考虑了地震波的行波效应对结构地震响应的影响,得出了一些有工程实用意义的结论。本文第五章在完成理论分析和工程设计的基础上,对其中设计难度最大的区域进行了模型试验研究。模型试验的内容包括:静载试验、自振频率测试试验、施工全过程分析试验、索力调整试验、模拟“换索”试验等,限于文章篇幅和试验分工,本文仅对静载试验的结果进行了分析处理。模型试验的结果验证了理论计算的正确性和结构设计的安全性。论文最后对本文的设计研究内容及成果进行了总结,并指出了今后的研究方向。