板片空间结构体系是在中国基本国情和国际空间结构发展状况下应运而生的一种新型的结构体系,该结构体系的设计灵感源于航空领域,将航空结构的原理应用于建筑结构当中,便得到这种新型的轻质、高强、经济的空间结构体系。该结构体系有着显著良好的力学性能以及经济优势,对该结构关键问题的深入研究有利于我国空间结构的发展,是空间结构研究的重要内容之一。缺陷是影响板片空间结构稳定性的重要因素之一,最常用的缺陷分析方法为随机缺陷分析方法。本文对随机缺陷分析方法中缺陷的描述方法和分布特征进行了分析,提出了用球面坐标系描述的方法和更贴合实际的缺陷分布函数即截尾正态分布的新随机缺陷分析方法——球面坐标截尾正态分布随机缺陷分析方法,详尽分析并改进了截尾正态分布函数的抽样方法,从而提高了随机缺陷分析方法的效率。进一步研究了随机缺陷分析的极限荷载取值方法,得到了板片空间结构的最不利缺陷模态。研究板片空间结构的力学性能需要进行大规模的参数化分析,本文研究了板片空间结构常见几何拓展类型的参数化建模,并利用APDL语言完成了建模程序的编制,为大规模参数化分析奠定了基础。针对球壳型板片空间结构的静力稳定性问题,研究了板片空间结构的极限荷载随不同结构参数的变化规律,并运用板片空间结构的最不利缺陷模态得到了初始缺陷对板片空间结构静力稳定极限荷载的影响规律。利用拟壳法确定板片空间结构的等效刚度再结合大规模参数化分析的数据进行公式拟合,最终得到了含有初始缺陷的板片空间结构的静力稳定极限荷载的实用设计公式。本文从风压系数和风振响应两方面研究了板片空间结构的抗风性能。建立了板片空间结构数值风洞的计算模型,运用该数值风洞得到结构的风压系数,并将模拟数据与实验数据进行了对比,说明了本文所建立的数值风洞模型的有效性。采用自回归模型对结构的水平风速和竖向风速时程进行模拟,并编写了计算程序。通过结构的风压系数和风速时程的结合完成了板片空间结构的风振响应分析的荷载输入和瞬态动力响应分析。与同样几何拓展形式的网壳结构风振响应进行对比,反映出板片空间结构的风振响应和网壳结构的不同,同时也进一步说明在动力响应方面板片空间结构的优势所在。最后,分析研究了结构参数阻尼比、跨度以及矢跨比对板片空间结构风振响应的影响,得到了板片空间结构的风振系数受阻尼比、结构矢跨比和结构跨度的影响规律曲线。采用BR准则对板片空间结构进行了动力稳定分析,得到了板片空间结构的最不利动荷载。研究工作考虑了材料非线性的影响,分析了其对板片空间结构的动力临界荷载的影响程度。对跨度和矢跨比以及初始缺陷对结构的动力稳定的影响进行了研究,得到了板片空间结构的动力稳定极限荷载的变化规律。针对在参数化设计方法的计算过程中反复调用有限元计算软件和进行大规模的数据处理的复杂过程,本文采用C#程序设计语言将相应CAE软件的命令流和数据处理程序封装到软件后台设计出一款板片空间结构体系专用分析软件,解决了整个软件的制作包括可视化窗口、参数传递、文件输出和封闭调用程序接口等关键技术,大大提高了板片空间结构分析的计算效率,为板片空间结构体系的推广提供了必要条件。