马鞍形索网结构是由承重索和稳定索互相叠交而成的空间结构体系,其受力合理、造型美观,近年来得到了日益广泛的应用。在查阅大量相关文献的基础上,本文对该结构体系的形态分析、预应力优化及施工仿真分析等问题进行研究。主要内容如下:(1)采用逆迭代法进行形态分析,结合算例验证了其适用性。对比了考虑自重与不考虑自重的初始态索力分布差异,在此基础上,进行参数分析,探讨了典型结构参数变化对形态分析结果的影响。研究表明:自重对初始态索力分布的影响不可忽略,马鞍形索网结构的形态分析中应考虑自重的影响;与承重索相比,对稳定索施加较小的初始预张力即可得到相近的初始态索力分布,实际施工中,张拉稳定索较承重索具有优势;基于几何参数改变所反映的初始态索力变化规律,工程设计中,垂跨比取1/16~1/10、矢跨比取1/38~1/30、垂矢比取不小于3较为合理。(2)将模拟植物生长算法(PGSA)应用于马鞍形索网结构的预应力优化研究,分析了该算法的局限性,并提出相应的改进策略,即归并拉索分组、引入生长空间优选法以及增加终止判断机制。在此基础上,对改进算法中优化参数的合理取值进行探讨。结果表明:相比于原始PGSA,改进算法的搜索能力提高,迭代次数减少,所得结果更接近优化目标,由此验证了其在马鞍形索网结构预应力优化中的适用性;综合考虑优化效果和优化效率,对类似结构的预应力优化,生长空间优选因子取0.5~0.8、生长步长取25kN~50kN较为合理。(3)采用倒拆法对马鞍形索网结构进行施工仿真分析,对比了张拉承重索和稳定索、一次性张拉和分阶段张拉以及不同张拉顺序的差异。研究表明:与张拉承重索相比,张拉稳定索时的施工张拉力和超张拉幅度均较小,结构中心点的竖向位移变化较平缓;相比于一次性张拉,分阶段张拉有施工张拉力较小、索力和位移变化较平缓等优点,但增加了施工工序,实际施工中,应综合考虑施工张拉力的大小和施工工作量等因素的影响来选择张拉方案;选择合理的张拉顺序可减小超张拉幅度和最大位移,有利于结构成形。对于类似结构,当稳定索的初始态索力较小时,工程实践中,建议张拉稳定索,且采用一次性张拉。