飞艇结构是飞艇其他分系统的载体，它决定了飞艇的承载能力，因此针对飞艇结构的设计和分析显得尤为重要。掌握飞艇内部典型桁架结构承载特性为飞艇的可靠应用奠定了重要基础。桁架构型种类繁多，本文结合飞艇对其骨架结构的要求，以及国内外复合材料桁架加工工艺与技术应用现状，从桁架材料选取、空间构型、几何尺寸、制作工艺等方面，设计了一种适合飞艇应用的三角截面狭长构型复合材料桁架。针对飞艇结构受力形式及特点，确定了桁架分析的边界条件及弯曲、扭转、轴压三种工况。通过几何非线性静力计算，分析了桁架在这三种工况下的承载能力和失效模式。为充分利用复合材料正交各向异性的特点，提高材料使用效率，满足飞艇对结构轻量化的极高要求，本文采用参数敏感性分析方法，探讨了纤维缠绕角度以及腹杆壁厚、弦杆壁厚的变化对桁架弯曲、扭转、轴压承载性能的影响，为桁架优化提供依据。此外，为提高飞艇骨架结构计算效率，本文还考虑了不含接头的等效桁架分析模型。通过比较等效分析模型和基本分析模型计算结果，验证了等效分析模型具有与基本分析模型相当的数值模拟精度。为从桁架稳定性角度为静力分析结论提供支撑，更加全面地了解桁架承载性能，本文对桁架进行了弯曲、扭转、轴压三种工况下的特征值屈曲分析，并且考虑与静力分析相同的纤维缠绕角度、腹杆及弦杆壁厚变化情况。桁架稳定性分析结果表明，从桁架稳定性角度来看，桁架静力分析相关结论是合理的。为验证本文数值模拟方法的正确性，本文进行了桁架弯曲实验。实验结果表明，采用本文数值模拟方法计算桁架承载性能，结果是可信的。