张弦梁结构是由拱、撑杆和弦(拉索)组合而成的杂交结构,受力合理,近年来在大跨结构中得到了日益广泛的应用,使其成为当前大跨空间结构研究领域的热点课题之一。本文在前人研究的基础上,对张弦梁结构的非线性分析方法、竖向荷载作用下的静力性能、预应力设计方法、稳定性能及风振响应等问题做了系统的研究。主要工作如下： 1.基于虚功原理和修正的拉格朗日公式,分别对空间梁元、索元及杆元进行几何非线性有限元分析,从而建立张弦梁结构非线性分析的力学模式,并用算例进行了验证。 2.针对相关文献对单榀张弦梁结构部分研究结论的分歧,提出对该结构受力性能的新认识。对单榀张弦梁结构,提出几种改进方案,通过计算验证所提方案的合理性,并对该结构的合理实用范围进行了探讨。研究了拉索抛物线布置的双向张弦梁的静力性能并与相应的单榀结构做了比较,指出其刚度分布不均匀、不能充分发挥下部索杆体系作用等不足,而周边各榀厚度太小是主要原因。分析表明,对给定跨度的双向张弦梁结构应优先选用榀数少的结构,而下弦拉索宜采用折线型布置。 3.阐述了张弦梁结构预应力的主要作用及取值原则,分别利用局部分析法和整体分析法对一单榀张弦梁结构的初始态预应力分布与大小进行了对比分析,并对张弦梁结构预应力大小的取值方法、张拉控制应力的最大、最小限值以及预应力损失的分析与补偿方法进行了研究。 4.分析了单双向张弦梁结构的稳定性能。讨论了拱及撑杆的局部稳定性；考虑几何非线性的影响,采用弧长法分析了单榀张弦梁结构面内荷载态的整体稳定性；研究了双向张弦梁结构面内荷载态的稳定性能并与相应的单榀张弦梁和上部单层网壳结构做了比较,此外,还探讨了参数改变对单双向结构稳定性能的影响。 5.利用风荷载模拟时程法对张弦梁结构的风振性能进行了系统的研究。分析了单双向张弦梁结构的自振特性,讨论了参数变化对其自振特性的影响；编制了脉动风荷载的人工模拟程序,对单双向张弦梁结构的风振响应进行了分析,并探讨了参数变化对其风振性能的影响,提出了针对该类结构抗风分析设计的主要原则和建议。 综上所述,本文通过多参数研究对已有单双向张弦梁的结构形式提出了改进方案,并探讨了单向结构的实用范围；针对目前关于张弦梁结构的研究多集中在平面受力的单向(榀)上的现状,深入研究了双向张弦梁结构的静力和稳定性能：应用自行编制的脉动风荷载人工模拟程序,对单双向张弦梁结构的风振响应进行了系统研究。以上工作是本文研究的创新点。