本文分析了预应力钢结构的特点及其一般设计施工过程、典型有限元应用分析程序及相应的计算机分析环境。以中国航海博物馆单层索嘲、北京朝天轮预应力索桁架等工程为背景，研究了在现有的有限元分析程序环境下，预应力钢结构施工控制模型建造技术。提出了基于施工期恒载的索力及位移控制方式，结合新型的EM索力传感器监测仪器进行预应力空间钢结构的施工控制方法。 本文的主要结论是： (1)对空间预应力钢结构可按材料种类、结构受力特征、索对结构刚度影响等不同标准进行分类。将各种小同型式刚性和半刚性预应力钢结构施工过程统一成完整的预应力钢结施工控制理论，依据控制理论可以科学制定、优化预应力钢结构施工方案。 (2)在“预应力钢结构施工控制理论”里引入“零状态”、“初始状态”和“工作状态”。控制设计的流程是先计算“工作状态”：然后通过“挂索”和卸载计算“初始状态”；由“挂索”的结果可计算出索的“零状态”。“初始状态”的施工恒载下控制索力和控制位移，是预应力张拉施工结束后整体控制目标。索张拉有先后，因此还应该在“初始状态”的基础上计算出逐索张拉的逐索控制目标。提出了几种计算方法：“顺序循环法”、“倒装法”和“无应力法”。 (3)“缺陷长度法”可用于索力偏差调整计算：先由索力的偏差求得缺陷长度，然后由直接法或间接法计算索力偏差调正。缺陷长度直接法很简单，只要在索的张拉锚固端修正索缺陷长度，无需考虑索调正次序，调正控制量是长度。缺陷长度间接法需把逐索调正的缺陷长度转换成逐索的张拉力，调正控制量是索力，和索调正次序有关。 (4)预应力钢结构和预应力混凝土结构的成形和工作小同，要确定预应力钢结构中Ocon值，建议采用从控制钢索的平面外稳定以及节间钢索的悬垂挠度出发，确定Ocon的最小限值的方法，从钢索的疲劳寿命和弯曲应力、应力腐蚀以及高温影响等提出确定Ocon的最大限值的方法。 (5)夹片锚固体系受力方式以承压为主。其优点是具有可靠的强度和刚度，通过锚垫板等构件能将实际工程的复杂边界外形过渡到具有良好锚固效果的平板型界面，且为张拉施下提供了良好条件。冷铸锚具体系将锚板与主体弦管连接而成。锚板为锚具和张拉作业提供一个平面的条件。其受力特点是以承剪为主。这种加肋的锚板具有极强的承载力，加劲措施保证了锚固的刚度。挤压锚固件适用于吊挂、斜拉等拉索预应力体系，其特点是构件以拉应力为主。 (6)结构体材质的恶化、缺陷或意外事故引起的结构损伤，都会引起各构件，特别是拉索的内力重分布。索力是索结构的重要参数，由于张力构件相对简单以及可预测其响应，拉索还可作为宏观的传感器监测结构损伤的开始及发展。目前，普遍采用的方法有压力表测定千斤顶液压法、压力传感器直接测定法、拉索频率测定法等。近年来又发展了诸如振动法、三点弯曲法、EM法等。EM装置作为一种新型索力测试设备具有操作简便、精度高、数据稳定的特点，既能在施工张拉过程中测试索力，也能在使用阶段监测索力。建议实际工程中选定索段安装EM线圈以检测索力，并与其他检测方法所得结果进行比对以确保检测结果的可靠性。 (7)中国航海博物馆索网幕墙正常工作后，其余荷载作用(包括温度、活载和风载)引起的索网变形最大值为3l0mm，则挠跨比=1/74，该变形值满足要求。水平索和竖向索中最小张力分别为12kN、23kN，能满足索处于张紧状态，不退出工作；水平索和竖向索中最大张力分别为167kN、454kN，均小于索的受拉承载力(标称直径24mm和30mm的索的受拉承载力分别为316kN、465kN)，能满足规范要求。 (8)模型试验表明单层索网能够张拉成型，只要设计和施工正确，能保证索网成型后曲面光滑，满足建筑效果的要求。模型试验实测与计算所得的索网空间几何接近，但实测和数值计算所得张力值存在较大误差。 模型施工张拉中发现的主要问题有在主动索张拉完毕后部分被动索段出现松弛；部分索夹出现夹片间的滑移及索夹与索的滑动现象：部分索网格夹角畸变、索夹出现偏转。 模型中出现的索夹滑动、索夹偏转、加工误差等因素对索网成形特别是索网中索段拉力的大小具有较大的影响。应由设计单位牵头，对钢结构和索网的制作安装精度、施工张拉方案、施工阶段和使用阶段的检测和监测方法作进一步的分析和研究。 尽管单张拉竖索会具有数量很少的优点，但是由于工程中竖索的长度普遍超出水平索长度的两遍，因此，相同的索长变化量值反应在竖索中的应力变化幅度要明显小于横索。因此，若横索定长，较小的长度偏差就容易产生较大的应力偏差；水平索有57根，依靠19根竖索张拉，使得水平索中索力分布全部达到设计所需，难度很大；竖索长度较大，即使采用两端张拉，竖索中部的索力也会衰减很多，从而导致中部的水平索的被动张拉很难得到保证。而水平索张拉则可避免此问题。 (9)为减少钢结构安装对索网张拉的影响，应考虑设置调节装置消化部分钢结构安装偏差。通过实测网支承点钢结构边界索的坐标值，根据实际偏差情况，利用索端的连接转换装置进行适当调整。索网张拉前帆体钢结构与帆体结构下部支承脚手应脱开。 (10)第五章详细介绍了北京朝天轮柔性轮辐摩天轮结构的工程概况、设计构思、结构设计等关键内容，提出了分等级、阶段、层次的设计方法；采用有限元软件ANSYS分别对北京朝天轮结构进行了非线性静、动力和屈曲特性计算，给出了结构体系的力学性能参数：根据结构在设计、建造前期所考虑的主要问题进行安装方案比选；提出了工程在结构和施工方面上尚需要解决的关键技术课题。对北京朝天轮及类似的柔性轮辐索桁架摩天轮结构体系的设计建造进行了有益的探索。