空间网格在大跨度空间结构领域应用广泛，这类建筑一旦在强震条件下发生倒塌，往往会导致惨重的人员伤亡和财产损失。因此对空间网格结构强震下的倒塌模式及机理的研究目前是空间结构领域的热点。本文依托中心差分算法和多段空间纤维梁单元构件模型，采用考虑损伤累积效应的混合硬化材料本构，以全截面纤维损伤失效为单元删除准则，对单层球面网壳、单层四边支承柱面网壳、单层纵边支承柱面网壳共三种典型的空间网格结构形式进行了强震条件下的结构动力倒塌全过程仿真计算。通过大量算例的分析总结，对三类网壳强震倒塌过程、模式、机理、结构变形特征，从纤维到构件，再到结构等多个层次，从截面应力、纤维损伤、构件内力、结构力学特征等多个角度进行了深入的分析研究。主要研究内容及成果如下:　　(1)钢材的热力学损伤累积模型的建立以Chow和Wang基于损伤等效应力概念提出损伤准则势函数为出发点，结合钢材损伤发展的各向同性假设和粱单元截面应力分量构成的特殊性，建立了以应力增量表达的材料损伤累积演变模型。并通过试验验证了该损伤模型的适用性。　　(2)空间网格结构构件有限元模型的完善通过把构件均匀离散化为多段空间纤维梁单元，有机结合等效初弯曲，采用考虑前述材料损伤累积效应的本构，提出了一种更加完善的细长构件有限元模型。通过试验数据验证了该模型能够更好地模拟轴向往复荷载下构件的二次屈曲及屈曲后的力学行为。　　(3)强震下空间网格结构倒塌仿真方法的建立以前述构件有限元模型为基础进行结构建模，采用中心差分算法，进行软件二次开发，建立了空间梁系网格结构强震条件下倒塌仿真方法。通过拱桁架物理滞回加载试验，验证了该方法的适用性。最后通过算例证明该方法可直观有效地对单层网壳结构强震下倒塌全过程进行仿真计算。　　(4)强震下单层凯威特网壳倒塌模式和机理的研究依托前述倒塌仿真方法，以大量凯威特网壳强震下倒塌全过程仿真数据及结果为基础进行研究分析，得出了单层凯威特网壳倒塌过程存在统一模式，该模式可划分为连续的三个阶段的结论，并阐明结构倒塌全过程的机理。分析了不同地震峰值加速度条件下这三个阶段中结构整体变形特征，提出了适用于单层凯威特网壳结构的性态水平描述，并建立基于结构重心竖向相对位移的损伤评估指数。　　(5)强震下单层四边支承柱面网壳倒塌模式和机理的研究依托前述倒塌仿真方法，以大量四边支承三向网格型柱面网壳强震下倒塌全过程仿真数据及结果为基础进行研究分析和总结，得出了矢跨比是决定结构力学特征的主要因素，不同矢跨比的网壳在强震条件下存在两种典型的倒塌模式——“椭圆环”倒塌模式和“X”倒塌模式的结论。对两种模式倒塌过程进行阶段划分，并分别阐述了两种倒塌模式发生的机理。　　(6)强震下单层纵边支承柱面网壳连续模式和机理的研究依托前述倒塌仿真方法，以大量纵边支承柱面网壳强震下倒塌全过程仿真数据及结果为基础进行研究分析和总结，得出了纵边支承柱面网壳在强震条件下存在着较为统一的倒塌模式——“双斜杆断裂带”倒塌模式的结论。把该模式分为连续的三个阶段，并阐述该倒塌模式发生的机理。最后分析了不同地震峰值加速度条件下这三个阶段中结构整体变形特征。　　(7)纵边支承柱面网壳抗失效方案及参数分析比较以纵边支承柱面网壳倒塌模式及机理研究的成果为基础，定义了结构失效判别准则以及结构抗失效能力指标，提出了进行结构抗失效能力设计的概念。基于该概念，以提高结构抗失效能力为目的，兼顾用钢量的经济性，计算分析并比较了7个提高结构抗失效能力方案的力学表现，初选出较优的几个方案，然后进一步通过屋面重力荷载，矢跨比的变化对方案抗失效性能的影响的比较，找出最优抗失效方案，供工程实践参考。