随着国家经济和社会发展的需要,大跨空间结构被广泛应用于各种大型公共设施。由于其结构形式美观,受力性能合理,很好地满足人们对大跨度建筑的要求,成为近年来发展最快的结构形式之一。伴随着工程在抗震区的大量应用,以及目前尚缺乏网壳结构合理可行的罕遇地震设计方法,其抗震理论研究逐渐被国内外学者关注。众所周知,网壳结构作为一种独特的结构形式,其结构性能以及设计分析方法具有与传统结构相区别的许多特点。网壳结构前期的抗震分析在选择钢材本构模型时,多假定为理想弹塑性,但由于结构在失效时刻内部往往存在严重的塑性损伤,此时材料的损伤累积是不可忽视的。因此,采用更加准确的材料本构模型是准确获得网壳结构地震作用响应的关键,这对该领域的一系列相关研究也均具有基础意义。本论文正是基于以上问题,以圆钢管空间滞回试验的数据为依据,通过采用有限元软件ABAQUS中材料微观损伤来模拟钢材损伤的起始时刻以及材料进入损伤后的发展过程,来拟合试验数据获得材料损伤本构的关键参数,继而与之前的子程序方法进行了对比分析,并系统研究了材料损伤累积效应对网壳结构地震响应与倒塌破坏的影响。本文主要研究内容如下:首先,基于Xue-Wierzbicki损伤准则,应用有限元软件ABAQUS中可考虑材料损伤累积的本构模型,对圆钢管空间滞回性能试验进行数值模拟,拟合确定了各构件本构模型中的各待定参数,并通过最小二乘法,拟合确定了钢材考虑损伤累积的本构模型。然后,通过所获得的钢材本构模型(XW-S235)进行试件试验、结构振动台试验的数值仿真验证,与之前普遍采用的用户材料子程序模拟方法进行对比和讨论可知,本文方法获得的仿真结果与试验结果吻合更好,证明了本文提出的本构方程具有更高的计算精度和更好的计算收敛能力。为进一步讨论结构阻尼、材料损伤累积效应对网壳结构地震响应的影响,将本构模型(XW-S235)应用到单层网壳结构中,进行了是否考虑瑞利阻尼、以及与理想双线性本构模型、基于UMAT子程序的本构模型等模拟方案的对比。通过对比发现,瑞利阻尼以及材料损伤累积效应均对网壳结构的地震响应有明显的影响,因此,本文建立的可同时考虑瑞利阻尼和材料损伤累积的本构模型具有更好的优势。最后,开展了单层球面、圆柱面、鞍型网壳结构以及大跨度双层球面网壳结构的地震响应参数分析,考察了跨度、矢跨比、屋面质量、初始缺陷等参数变化时的材料损伤累积效应,总结了考虑材料损伤累积对网壳结构抗震承载力的影响程度。