索穹顶结构近年来在国外一些大跨结构中得到应用，这种结构的形式新颖、结构效率高。与一般大跨结构不同，结构的整体用钢量不会随跨度的增加而大幅上升，此类结构的最大跨度已达到243m。国外较早将索穹顶结构应用在各类场馆的屋盖结构，其中相对著名的是1988汉城奥运会的体操馆和击剑馆的屋盖结构以及美国太阳海岸穹顶(直径210m)、亚特兰大奥运会主主体育馆(193×240m)等工程。 目前中国仅在台湾地区的桃园体育馆屋盖采用了Geiger体系的索穹顶结构。在大陆地区，索穹顶结构研究起步较晚，自上世纪九十年代初才开始对索穹顶结构进行研究，到目前为止已完成了多项静力、动力和施工过程结构实验等。 与传统钢结构不同，拉索的应力刚化是形成结构整体刚度的必要条件，内部杆件在预应力施加之前结构没有任何抵抗外荷载的刚度。所以在结构荷载态分析之前，必须根据索穹顶特定的几何拓扑进行找力分析。本文根据整体可行性预应力原理和方法，编制了相关程序对索穹顶结构进行可行性预应力态的找力分析。 由于索穹顶的索单元在荷载的作用下，出现应力松弛现象，从而失去对撑杆的约束作用。若采用传统有限单元法分析，由于结构内部刚体位移的存在，导致计算不容易收敛以至于发散。动力松弛法在结构静力分析中，无需形成整体刚度矩阵，各节点在“运动阻尼”的作用下，节点不平衡力达到零。本文在该方法基础上，编制了相应的索穹顶静力计算程序。应用该静力计算程序，分别对Geiger和Levy体系的索穹顶结构进行初始预应力态和荷载态分析，结果证明该程序具有较好的收敛性。 国内索穹顶结构的静力动力分析仅仅考虑索杆骨架模型，忽略屋面覆盖材料(薄膜、压型钢板等)对整体结构性能的影响。通常认为，这种计算简化与实际结构相比偏安全，但这些都没有理论结果的证明。本文将常用的屋面覆盖材料与索杆体系进行协同分析，对比分析传统将屋面与索杆分开设计的利与弊。 索穹项最终成形是否达到预先的设计状态，与结构施工过程有着密切的联系。因此，必须在结构设计阶段给出各施工阶段的节点坐标以及杆件内力，使结构真正做到“力到形到”。本文也基于动力松弛法原理，同时在程序中引入支撑胎架的模拟，使索穹顶施工模拟计算更加稳定且容易收敛。 本文最后总结了上述分析的结论以及存在问题，对国内索穹项工程的展望。