索杆张力结构是由索和压杆为基本构成单元,通过预应力来保证体系几何稳定并提供结构刚度的一类空间结构.该文主要对索杆张力结构形态问题进行研究,特别是对结构预应力建立之前的松弛态平衡形态的研究,在有效解决索杆张力结构施工成形分析问题方面具有现实的工程意义.该文首先提出了构件松弛长度的概念.从索杆张力结构的两类单元的基本特性入手,分别建立了索和杆两类构件松弛长度和构件两端点坐标、构件内力之间对应的关系.该文采用两节点直线单元来模拟受压杆单元;采用抛物线单元来模拟考虑自重的索单元,并对抛物线索单元变形协调方程的近似解和精确解进行了比较,得出了一些有意义的结论.该文在矩阵奇异值分解理论、广义逆矩阵理论和平衡方程的求解理论的基础上,提出了一种求解索杆张力结构预应力的简单方法.进而提出一种考虑自重作用的索杆张力结构初始预应力分布的求解方法,以及在该初始预应力分布下各个构件的松弛长度.并指出了对于考虑自重影响的轴对称索杆张力结构,几何对称的上、下构件的松弛长度不相同的特点.该文基于"力密度"法的基本思想,提出了一种松弛态索杆体系的形态分析方法.该方法以各个构件的松弛长度作为基本的己知条件,以达到节点力平衡为最终目的.该方法克服了体系松弛引起的体系非稳定特点,避免了传统刚度法由于刚度矩阵奇异导致的计算困难.该文编制了计算程序,通过对松弛态和预应力态索网结构和索杆结构的算例分析,验证了该方法的正确性和有效性.该文分析比较了两类索杆张力结构的代表结构——环形张力索桁结构和Geiger型索穹顶结构的施工成形特点,总结了索杆张力结构的施工成形的一般特点.进一步根据该文提出的松弛态索杆体系的形态分析理论对这两类结构进行了施工成形模拟,得到了很好的结果.论文最后对上述研究内容及成果作了总结,并指出了进一步的工作.