现在越来越多的公共建筑采用了网壳这种结构型式，因此，结构的稳定极限承载能力和安全性能即结构的超载能力越来越受到设计人员的关注。大量的工程实践和文献研究证明，网壳结构属于缺陷敏感结构，较小的初始缺陷能够使结构的稳定极限承载力大幅下降，因此缺陷稳定分析在结构的设计中是十分重要而又困难的问题，此外，其他因素对网壳结构稳定极限承载能力和安全储备的影响也不能忽略，如不均匀雪载作用、结构支座的布置方式等。因此，如何对网壳结构进行缺陷稳定分析，以及在此基础上，不同情况（如荷载不对称分布等）对网壳结构稳定极限承载力和安全储备的影响等都是结构设计中必须要解决的问题。 为此，本文首先研究在网壳结构的静、动力稳定分析中考虑结构初始缺陷（构件的初始弯曲、残余应力及结构节点的安装偏差）的方法，并系统地研究结构初始缺陷对结构静、动力稳定性的影响；在此基础上，围绕网壳结构设计选型中几个比较重要的设计因素（结构的矢跨比、荷载的分布形式、支座的布置方式）对网壳结构的安全储备即静、动力超载能力和延性性能进行了系统的研究，并将分析方法运用到具体的工程实践中。本文的工作主要体现在以下几个方面： 1．推导了可以考虑残余应力和初始弯曲的杆单元和梁单元的有限元表达式 对于杆单元：利用有初始弯曲的杆件的平衡微分方程推导得到了杆单元的初始弯曲影响系数，并且利用CRC模型考虑了残余应力的影响；对于梁单元：以精细化塑性铰梁柱单元为基础，将初始弯曲以杆端附加弯矩的方式考虑进了单元的杆端力中，并且利用CRC模型考虑了残余应力的影响，从而使单元可以同时考虑残余应力和初始弯曲的影响。 2．改进了考虑节点安装偏差的随机缺陷模态法 针对球面网壳结构，本文改进了仅能考虑节点安装偏差的随机缺陷模态法，不仅可以获得具有一定概率保证率的最小极限荷载，大大地减少结构非线性分析的工作量，而且同时可以考虑结构构件的初始弯曲和残余应力，与规范中规定采用的一致缺陷模态法相比，具有更高的精度，从而使网壳结构的缺陷稳定分析更加准确。 3．编写了杆单元和梁单元的有限元程序并将其加入到了ANSYS的单元库中 在程序开发方面，本文利用大型通用有限元软件ansys的UPFs程序接口，开发了可以考虑残余应力和初始弯曲的梁单元和杆单元，从而降低了开发周期，减少了重复劳动，简化了程序的后期维护工作，充分保证了程序的稳定性和可靠性。 4．研究了初始缺陷对网壳结构静、动力稳定性能的影响 以本文的单元为基础，分别研究了构件的残余应力、初始弯曲和结构节点的安装偏差对单层、双层网壳静、动力稳定性能的影响，得到了具体的影响规律；在此基础上，总结提出了考虑缺陷的网壳结构的设计计算方法，从而可以用于指导网壳结构的设计 5．研究了不同情况下网壳结构的延性性能和安全储备即超载能力 为了表征结构的超载能力和延性，本文定义了网壳结构的超载安全系数和延性系数。在本文所推导单元的基础上，围绕网壳结构设计选型中几个比较重要的设计因素（结构的矢跨比、荷载的分布形式、支座的布置方式）对网壳结构的安全储备即静、动力超载能力和延性性能进行了初步的研究。 6．试验对比及工程实践 以南通体育馆工程和其1：100的缩尺模型为工程背景和试验背景，验证本文所推导的单元表达式和所采用的分析理论的正确性，并在此基础上，对体育馆屋盖工程进行了超载能力及延性方面的研究，结果表明，结构的具有较好稳定性能和安全储备。