超大跨结构在土木工程领域中的应用十分广泛,建造太空基地、极地中转地、诺亚方舟、超级体育场、城市穹顶、单工况环境等结构都涉及超大跨体系。超大跨结构概念提出,为未来建筑物的设计提供了新思路。刚性、柔性到刚柔杂交体系的相继演变为超大跨结构的问世提供了理论基础。本文参考刚柔杂交体系的优越性,研究800m凯威特巨型网格弦支穹顶结构。弦支结构由三部分组成:上部网壳、下部索结构和撑杆体系。为了增强索撑体系的刚度和稳定性,本文提出撑桁架概念。把撑杆体系转化成撑桁架体系,改善了撑杆失稳和刚度问题,和已有研究的索撑体系做对比,发现撑桁架能降低用钢量的同时保持承载能力,并且其整体压缩量较小,符合刚度要求。尤其在第四环撑桁架体系的稳定性分析中,发现稳定性能良好,完全满足稳定承载力规范要求。在静力分析中,通过对比不同环索数目的超大跨巨型网格弦支结构,发现满布环索形式和带斜撑形式的超大跨弦支穹顶静力受力性能较差,不适合作为800m结构合理的结构方案,而应取消超大跨弦支结构最内环或最内两环索撑体系。超大跨弦支结构最内环的拉索的增加并不能减少整体结构的挠度,而会给结构带来不利。提出弦支结构通用的预应力求解方法:改进影响矩阵法,直接确定预应力分布及预应力水平,节省了工作量,易于实现,适合工程应用。对弦支穹顶进行形式探索,提出两种新形式的超大跨弦支结构——扩展支撑弦支穹顶和斜拉弦支穹顶,以期减小弦支结构随着跨度增加而带来的尺寸效应的负面影响。使用ANSYS进行建模和求解,发现扩展支撑弦支穹顶改善了撑索体系和基础的空间形式,减小了用钢量,便于计算和施工。斜拉弦支穹顶综合了弦支形式和斜拉形式的优点,造型美观,传力路径合理。对巨型网格单桁架层次做深度优化,提出有效的单桁架优化方法:类超单元法,应用到弦支结构当中,和传统的满应力选杆法进行对比。发现类超单元法满足挠度限值并可以减小用钢量。对超大跨弦支穹顶进行稳定性分析,提取超大跨弦支结构前13阶屈曲模态,得出弦支结构的屈曲模态分布较为密集,屈曲特征值较为接近。本文采用“逆推法”对以不同阶屈曲模态作为初始缺陷的结构进行加载求解,得出相应的荷载位移曲线,发现了斜拉弦支穹顶的最不利状态是其第12阶屈曲模态的L/300作为初始缺陷,和原有一致缺陷模态法不同,即最不利失稳模态有任意性,和现行规范“一致缺陷模态法”不符,故建议规范对超大跨结构的稳定性规定进行修订。