张弦结构是一种新型空间结构形式，由弦、撑杆和压弯构件组成，是一种通过在弦中施加预应力来改善压弯构件受力性能的自平衡体系。其各种构件受力明确、简洁，拉压构件取长补短，协同工作，充分发挥了材料的受力特长，是大跨度空间结构中一种典型的刚柔杂交结构体系。基于张弦结构合理的受力性能，以及大跨结构在我国广阔的发展空间，这种结构必将得到推广与应用。 本文在张弦结构既有研究的基础上，对单向张弦梁结构、肋环式弦支穹项结构以及新型内凹式索拱结构的竖向地震动响应进行了较为系统的研究，主要完成了以下几项工作： (1)运用几何非线性有限元理论，对组成张弦结构的索、杆、梁单元进行几何非线性分析，并对非线性方程组的解法以及竖向地震响应分析方法加以介绍和分析，为后续工作奠定理论基础； (2)对大跨度张弦结构的自振频率、振型及影响因素进行了分析。分别采用时程分析方法和振型分解反应谱法对单向张弦梁结构、肋环式弦支穹顶结构以及新型内凹式索拱结构进行了竖向地震响应分析，得到了张弦结构在小震、中震作用下结构的最大动内力(等效动荷载)系数与动内力分布规律；获得了不同场地土条件下结构响应的差别；重点考察了矢跨比、屋面荷载、预应力度和下部结构支承刚度等因素对结构动力响应的影响； (3)几何非线性影响因素分析。对线性时程分析和非线性时程分析结果进行比较，研究几何非线性对张弦结构竖向地震响应的影响； (4)对时程分析法、振型分解反应谱法以及规范方法计算张弦结构竖向地震响应的结果进行比较，考察规范方法以及振型分解反应谱法对张弦结构抗震分析的适用性。 (5)通过对大量实际地震波输入计算所得时程分析结果进行统计分析，并与相应反应谱法结果对比，得到了不同跨度单向张弦梁和内凹式索拱结构的等效竖向地震荷载以及肋环式弦支穹顶结构动内力分布规律，通过与规范方法进行对比分析，对等效竖向地震荷载取值大小及分布、竖向地震作用下动内力系数及分布规律进行了研究，同时对不同设防烈度和场地土条件下的等效竖向地震荷载大小进行了分析研究。结果表明，单向张弦梁结构以及内凹式索拱结构的等效竖向地震荷载沿跨度的分布采用三角形分布(跨中大，两端小)，能更好地模拟张弦结构在竖向地震作用下的动力响应。等效竖向地震作用系数的大小与设防烈度和场地土类别有关。