索穹顶结构是将预应力引入空间结构，其结构及材料利用效率最高的大跨度体系，适用于机场航站楼、高铁站房、文化、体育等大型公共场所。为解决传统索穹顶结构脊索易发生松弛、斜索数量多等不足，丰富索穹顶结构方案，提出了一种新型预应力空间结构——脊杆环撑索穹顶结构。脊杆环撑索穹顶具有无脊索松弛现象、承载能力提高、斜索数量少等优点。为了解新体系的静动力性能，做了如下方面的研究。　　介绍了脊杆环撑索穹顶的拓扑形式，并与传统索穹顶进行对比，体现脊杆环撑索穹顶的结构特点。建立脊杆环撑索穹顶的有限元模型，进行静力加载分析，研究结构在满跨、半跨均布活荷载的组合工况下弹性阶段的受力特点。进一步进行参数分析，探讨结构基本参数对脊杆环撑索穹顶的杆件内力、节点位移及失效荷载的影响规律。并结合初始预应力、矢跨比、斜索与水平夹角、构件截面及总截面面积等结构参数的影响规律，给出结构设计建议，为脊杆环撑索穹顶结构的工程设计提供依据。　　分析脊杆环撑索穹顶拓扑形式，将结构转化为等效平面桁架计算模型，结合结构力学中的力法原理，依据竖向力、水平力传递及各圈间递推公式，推导出荷载态下的预应力分布公式。给出结构在考虑自重情况下不同约束力水平的预应力计算表，根据工程设计需求，快速得到新体系考虑自重时的初始预应力分布。根据等效桁架构件之间的位移传递关系，推导出各圈之间的位移传递矩阵，得到各圈上下节点的径向、竖向位移。将理论公式的计算结果与有限元软件模型结果进行对比，以验证计算公式的准确性。该计算方法公式简便、无需有限元软件，同时明确了结构内部的水平力、竖向力传递关系，方便工程设计人员理解使用。　　分析脊杆环撑索穹顶在不同工况（初始态、荷载态）下的模态特性，同时研究了结构初始预应力水平、荷载倍数、矢跨比、斜索与水平夹角、各类构件面积及总截面面积等参数变化时对结构模态特性的影响规律，为之后开展地震、风振谱分析及时程反应等作铺垫。采用时程分析法，选用实际地震波EL-Centro波、Taft波及北京模拟地震波，研究脊杆环撑索穹顶在多遇地震作用三维输入下的动力响应，为脊杆环撑索穹顶结构的抗震设计提供理论基础。　　采用瞬态动力分析法研究荷载态下脊杆环撑索穹顶的不同构件局部破断后，其结构内力分布、各类构件内力波动、位移响应等结构特性。通过动内力系数、结构节点竖向最大幅值、是否引起其余构件松弛等现象，分析了不同构件的局部失效对体系安全性的影响程度，为脊杆环撑索穹顶的结构安全设计及评估提供理论依据。