单层平面索网玻璃幕墙，上世纪末期起源于欧洲，本世纪初在国内兴盛发展。随着国内几个有挑战性和代表性的大尺度单层平面索网幕墙陆续落成，国内工程和学术界兴起了一片研究热潮，标志着这种新型幕墙结构体系开始逐步走向成熟。该类幕墙体系科技含量高，结构构件纤细，布置规则整齐，视觉效果通透，总体造型美观，充满现代建筑特质，因此，倍受建筑师青睐，被广泛应用于各类大型建筑物外立面。单层平面索网作为该类幕墙体系的支承结构，具有极其鲜明而独特的结构特性，但目前并没有引起研究者的足够重视。这主要表现在理论上，没有充分反映其结构特色的适用、成熟和系统的解析理论，结构概念不够清晰;设计和分析上，没有统一的方法，且规范标准不成熟，主次取舍的盲目性难以避免;施工中，没有科学施工方法和标准施工工艺，施工方法陈旧简陋且不规范，对超高和强风环境幕墙施工更是捉襟见肘，顾此失彼;从建成使用后的情况看，多有严重的玻璃破损问题，维护成本高。　　 鉴于以上现状，分析其原因，本文选取制约大尺度单层平面索网幕墙体系发展的主要关键问题为研究课题，采取理论分析、模型试验和工程实践相结合的研究方法，展开了较全面深入的研究和探讨，形成一批高效适用的新技术和研究成果。本文研究内容主要包括:建立考虑幕墙恒载作用的系统的解析理论;形成适用于该类结构体系的改进逆迭代找形方法;提出基于找形分析的自平直施工方法;研究复杂弱边界对该类幕墙结构性能的影响;寻找影响该类幕墙结构动力特性的主要因素及其影响规律;探讨该类幕墙中玻璃翘曲分布规律并研发工程实用处理方案等。　　 论文先深入分析单层平面索网的结构特性，借鉴传统单索和索网结构的经典解析理论的思路，提出适用于单层平面索网结构分析的基本假定。将该类索网划分为单向和双向两类，分别运用三种不同的结构计算方法。对单根横索、单根竖索和整个单层平面索网分别进行了详细的理论分析，建立了均布荷载作用下相应的解析计算方法和公式，最终形成了系统的单层平面索网结构解析理论，为本文其它研究和工程应用奠定了坚实的理论基础。针对上述三种结构形式，分别进行了算例验证，结果表明文中所提解析方法均具有较高精度，能满足工程应用要求。　　 为解决工程中存在的实际问题，提出了有特色的单层平面索网幕墙找形分析问题。比较与分析表明传统找形方法不能解决该问题，文中提出了确定单层平面索网幕墙零状态的改进非线性有限元逆迭代找形方法。采用该方法找形，可优化单层平面索网幕墙的索力分布，有效地解决横索悬垂等问题，降低玻璃在设计成形状态下的应力。　　 由于传统配重施工方法存在现场组织和操作困难、成本高和安全隐患大等缺点，而且无法应用于超高的和强风环境下幕墙，论文提出了基于找形分析的单层平面索网玻璃幕墙自平直施工方法。该方法可操作性和适用性强（尤其适用于超高和强风环境下幕墙），节省了大量施工成本，降低了施工强度，提高了施工效率，减少了安全隐患，并降低了玻璃在施工和使用阶段的破损率。　　 采用背景工程幕墙的近似1∶10缩尺模型，首次运用结构正位试验方法，对不同刚度复杂弱边界条件下单索幕墙的静动力特性、极限承载力及玻璃翘曲问题进行大比例模型试验研究，并按照自平直施工方法对单索幕墙建造过程进行了试验推演。通过试验和理论对比，给出了单层平面索网幕墙索网边界刚度控制范围;揭示了边界刚度、节点等效集中质量和玻璃参与作用等对该类幕墙结构动力特性的影响;充分验证了新型找形和施工方法的准确性和实用性。　　 文中还系统介绍了玻璃翘曲变形的定义和计算方法，并给出了翘曲问题的解决方案。结合整体幕墙中玻璃面板的翘曲变形分布规律，研发了新型弹性可动铰支座，有效地减小了单层平面索网幕墙中玻璃翘曲问题的影响。　　 最后，在新疆石油生产调度指挥中心的单层平面索网幕墙实际工程中，从初步方案设计与优化、详细设计分析与验算、玻璃翘曲分析与处理到实际工程施工等方面，全面应用了本文主要研究成果;另外，还在竖索下端设计了碟形弹簧减振。该工程建成至今已近两年，经历了两个寒暑交替和多次强风袭击，使用状态保持良好，而且，从施工至今没有一块玻璃破损，开创了该类幕墙零破损记录。工程实践证明本文研究成果可以有效减少安全隐患，降低工程造价，确保工程质量，对单层平面索网幕墙的设计及施工具有重要的指导意义，取得了显著的经济效益和社会效益。