大跨度张弦桁架结构是近年来兴起的一种新型预应力空间结构。它是通过受压撑杆将上弦受压桁架和下弦受拉索连接到一起，并对索施加一定的预应力，使结构产生的反拱，待施加屋面荷载后，结构基本恢复到初始形状的一种预应力空间结构。由于其受力合理在国内外工程实践中得到了广泛应用。 结构优化设计是应用最优化技术，寻找在满足各种约束条件下的最优解。与传统设计相比，由于其具有设计合理、节省原材料等特点受到国内外工程界的广泛重视。本文针对张弦桁架结构的特点，对张弦桁架进行了稳定性分析，采用遗传算法对张弦桁架进行截面优化设计，并分析了优化结果和影响因素。主要内容包括： (1)对张弦桁架结构进行几何非线性有限元分析，建立张弦桁架刚度矩阵。 (2)对张弦桁架结构的稳定性进行理论分析，分别从局部和整体两个方面对结构的平面内及平面外稳定性进行探讨。 (3)建立适用于张弦桁架结构的数学模型，对张弦桁架进行截面尺寸优化设计。使用有限元分析软件ANSYS中的APDL语言对张弦桁架结构进行了参数化建模，然后利用ANSYS结合MATLAB中的遗传算法优化工具箱对张弦桁架结构构件进行了截面尺寸优化。并通过两个算例验证该方法的可行性与有效性。 (4)通过多次计算讨论张弦桁架各构件截面积、索中预应力、矢跨比和垂跨比对张弦桁架结构位移和用钢量的影响。为实际张弦桁架结构的选型设计提供理论依据和参考。