索穹顶结构是由索、杆及膜组成的新型预应力空间结构,是一种受力合理、效率极高的结构形式,具有自重轻、跨度大及建筑造型丰富等特点。目前国际上有工程实例的索穹顶结构体系有Geiger型和Levy型两种,代表建筑分别为1988年汉城奥运会体操馆和1996年亚特兰大奥运会主场馆佐治亚穹顶。本文根据索穹顶结构特性、几何拓扑关系和受力机理提出了一种基于Geiger体系的改进型索穹顶结构体系——倾斜撑杆式索穹顶,并对该体系进行结构静力性能分析、施工张拉模拟及节点初步设计,得出了结构设计参数合理的取值建议,为工程实践提供有益参考。本文首先在阅读大量国内外相关文献的基础上,简要回顾了索穹顶结构的发展历史、国内外工程应用实例及研究焦点,并确定了本文的研究方向。其次,总结了Geiger体系、Levy体系的特点,针对现有索穹顶结构体系存在的缺点提出了一种改进型索穹顶结构体系——倾斜撑杆式索穹顶,并对该体系进行静力性能分析,包括计算模型建立、初始形态分析、荷载态分析。其中形态分析采用逆迭代法来实现,并通过大规模参数分析的方法对结构静力性能进行研究,确定了结构基本参数合理的取值范围。考虑了结构参数矢跨比、每环节点数、斜索与水平面夹角、构件截面面积、名义初始预应力水平对结构的预应力分布、刚度、材料用量等的影响规律。然后,对倾斜撑杆式索穹顶结构的施工张拉过程进行探讨和研究。利用有限元分析软件对三类施工张拉方案进行模拟,分析它们的内力变化规律,评价各种张拉方案的施工可行性,并给出了建议张拉方案。另外收集了国内外索穹顶结构节点构造资料,分析了它们的特点,考虑到节点铰接、传力合理、构造简单等要求,初步设计了适合倾斜撑杆式索穹顶结构的节点形式。论文最后对上述研究内容及成果进行总结,并指出了今后的研究方向。