在我国,钢结构的应用随钢产量的增加由单纯强调经济性向综合考虑经济、美观、施工方便的全方位方向发展,新的结构体系被不断创造。网格结构是钢结构的重要分支之一,自引进以来,足迹已遍布全国各处,应用十分广泛,但日益增加的应用也带来了对传统网格结构的审美疲劳。国内外众多学者和工程师对于新构形结构的研究与实践不断为网格结构注入活力,新型网格结构类型持续扩展。对传统网格结构的研究在九十年代已基本结束,目前的研究主要是针对具有新颖构形形式的结构。圆弧元素相比于直线造型有曲线美,具有更强的观赏感,可以丰富网架结构的结构形式。本文拟将圆弧元素引入网架结构,探索使用圆环做为弦杆时,网架的合理计算模型和力学性能,旨在拓展网架形式,丰富结构体系,指导工程实践。本文所做具体工作如下:(1)结合结构的几何构成原则,以直杆元素和圆环元素为基本单元,构建可行网架的几何模型,并预测结构可能具有的力学性质。(2)提出力学模型假设,借助ANSYS软件,选取合适的单元类型,建立有限元分析模型。(3)分别以圆环布置在上弦和下弦的网架为研究对象,进行结构的静力性能分析,认识结构性能;根据计算反映出来的内力特点,探究了结构可能的简化模型,最终确定结构的最简合理模型为圆环层弦杆采用空间圆弧梁单元,腹杆和非圆环层弦杆采用空间杆单元,除圆环弦层杆件之间的连接为刚接外,其余杆件两端均铰接;在微观上,探究了内力在圆环上的分布特点,确定了杆件可取相邻圆环切点间弧段作为计算单元,最不利截面可取为这段圆弧的跨中。(4)基于研究得出的计算模型,对几个典型网架进行计算,考虑均布荷载、非均布荷载、集中荷载的组合工况,对结构试设计,全面了解结构的静力性能;对圆环在上弦的网架,进行特征值屈曲分析,了解结构的稳定性能;研究典型网架的动力特性,得出这种普通跨度的圆环弦杆网架在8度II类场地下,可不计算竖向地震。(5)根据整体分析的结果,探索得到3种合理的节点形式,研究了节点的适用性。