弦支穹顶结构是基于张拉整体思想和单层球面网壳技术的一种新型复合空间结构体系，其结构刚度大、稳定性高、节点构造简单，可以更合理、更经济、更美观地跨越大跨度空间。本文在以往研究的基础上对弦支穹顶结构的初始形状确定、环索预应力设定原则、结构动力特性及结构静动力试验等内容进行了较为系统和全面的研究。本文首先介绍了计算分析所使用的非线性理论方法，重点研究了索单元的计算模型，证明用两点之间直线单元来模拟索单元的合理性。本文在概述形态分析一般问题的基础上，提出了弦支穹顶结构形状确定的特殊性,定义了弦支穹顶结构的三个状态：零状态、预应力平衡态和荷载态。以初应变为媒介，改进了张力补偿法和逆迭代法，并编制了在ANSYS程序中运行的APDL语言程序，成功实现了由预应力平衡态反求零状态放样几何的形态分析过程，生成的模型能够保持完整性，为下一步的分析及研究提供精确的计算模型。本文推导了环索预应力设定的基本公式，由此可确定各圈环索预应力的比值。以消除结构对支座的水平推力为目标，归纳总结出预应力数值的确定方法和步骤，并编制了在ANSYS程序中运行的APDL语言程序。本文研究了弦支穹顶结构的自振特性，给出了各阶频率及其对应的振型，随后研究了荷载、矢高、跨度、预应力及支座约束等不同参数对结构自振特性的影响，总结各参数的影响规律。在ANSYS程序中采用时程分析法计算弦支穹顶结构在单维与多维常遇地震激励下结构的响应，提取节点位移的时间历程变化，总结各类杆件的地震系数，比较不同地震激励方向和地震维数对结构的影响，进一步深入研究了荷载、矢高及预应力等不同参数对结构地震响应的影响，总结弦支穹顶结构动内力的分布规律。对天津博物馆贵宾厅屋盖弦支穹顶结构进行静动力现场实物试验研究。静力试验中采集了不同荷载步下单元的应变和节点的位移。对屋盖建造过程中的两个阶段分别采用环境激励法和锤击脉动法进行了动力试验，测得结构的低阶自振频率及其对应的振型，并将以上结果与理论分析结果进行对比。