网壳结构能以较小的截面积覆盖较大的空间,其结构形式新颖、活泼,具有形体美,极富艺术表现力,因而得到空前的发展。然而随着网壳结构的跨度越来越大,厚度越来越薄,材质越来越轻,其结构的稳定性也变得非常突出。因此,本文提出了一种新型空间组合网壳结构——钢管混凝土网壳结构,在钢管杆件中灌入混凝土,从而利用钢管混凝土具有抗压强度高、良好的塑性和韧性等优点,以减少钢材的用量,降低造价,提高结构的稳定性,改善其受力性能。主要研究内容包括:(1)系统地总结了钢管混凝土组合结构的发展概况、构件的基本工作机理和特点、模拟构件的材料模型。采用钢管混凝土统一理论,确定出组合材料性能指标。(2)基于网壳结构非线性全过程分析理论和方法,推导了非线性空间梁单元的切线刚度矩阵:论述了单层球面网壳结构荷载-位移全过程跟踪的计算方法。(3)以结构稳定的基本理论和空间非线性有限元为基础,利用有限元分析程序ANSYS对应用最广的Kiewitt8型(K8型)单层球面钢网壳和单层球面钢管混凝土组合网壳进行建模和求解,得出不同跨度和矢跨比、不同杆件截面尺寸的纯钢网壳和钢管混凝土网壳的荷载-位移曲线,结合目前市场上钢管和混凝土的价格,经过对两种网壳的自重、承载力、用钢量、造价等方面的对比分析,指出钢管混凝土网壳的优越性。(4)通过对钢管混凝土组合网壳受力全过程进行跟踪,对单层钢管混凝土网壳结构进行了非线性荷载-位移全过程分析,绘出了每一例结构迭代结束时位移最大节点的荷载-位移曲线,求得它们的临界荷载。通过大量的参数分析,揭示了单层球面钢管混凝土网壳稳定性能的基本特征和失稳机理。探讨了不同参数(矢跨比、网格疏密、杆件尺寸、边界条件、初始缺陷)变化对单层球面钢管混凝土网壳稳定性能的影响规律。最后,对本文的研究工作进行了总结,指出本文的主要结论及需要进一步研究的内容。