世界上许多先进国家著名城市的标志性建筑，以及很多优秀旅游景区的建筑始终与大跨度空间结构密不可分，历届奥林匹克运动会、世界各国的各种经济贸易会、世界博览会也无不成为各国最先进的大跨度空间结构竞相亮相的舞台。钢管拱桁架结构作为大跨度空间结构的一种，因其造型美观、受力合理、用钢量省、能覆盖较大空间，广泛应用于飞机场、体育馆、会展中心、大型厂房等大型建筑，成为目前工程中经常应用的结构体系之一。体育馆、大型展厅等大跨空间结构作为现代城市的标志性建筑和灾后的主要避难场所，其地震作用下的安全性一直是学术界与工程界所关注的问题，研究其在地震下的力学性能、损伤机理和破坏形态，进而有效地建立该体系在地震作用下的防御机制具有十分深远的意义。　　 本文以国家自然科学基金项目“强震下大跨度空间拱桁架破坏机理及其性能设计指标研究”(编号：50878137)和山西省科技攻关计划项目“罕遇地震下基于安全工作性能的大跨空间钢拱桁架结构体系研制(编号20080321086)”为背景，围绕单榀拱桁架的拟动力试验,进行了跨度6m矢跨比0.2的钢管拱桁架结构的模型设计，并研究其在地震作用下结构的动力响应、破坏形态和机理，本文主要工作如下：　　 (1)首先，通过查阅文献充分熟悉拟动力试验的理论、国内外的研究现状及成果，并且参观了几所已经做过拟动力试验的高校(北京工业大学、清华大学、山西大学工程学院等)，参阅了已完成的拟动力试验，然后根据市场调查可以买到的钢管设计了大跨度拱桁架的缩尺模型，并且通过工厂加工出了试验模型；　　 (2)利用大型有限元分析软件对拱桁架试验模型进行了动力特性、弹塑性稳定等分析，得出了拱桁架的力学基本性能；并且研究计算了不同的单元类型和材料模型对结构的基本力学性能的影响，得出了最适合的单元类型和材料模型，为文章后面章节中的时程分析提供提供了依据；　　 (3)采用大型有限元分析软件对拱桁架模型结构进行了拟动力试验的模拟分析。模拟分析时考虑了结构的材料非线性、几何非线性效应，采用三种不同的地震波对结构进行作用，分别得到了节点位移响应、最大节点屈服位移比、结构塑性发展、结构损伤和破坏形态等响应指标；　　 通过对计算结果的分析比较，得出以下几点结论：　　 (1)完成了试验模型、试验装置、测点布置、加载过程的设计；　　 (2)对试验模型进行动力特性分析，结构的第一阶振型均为平面内平动振型，满足试验要求；同时对试验模型进行非线性屈曲分析，从屈曲模态可以看出结构主要是在平面内失稳；　　 (3)对试验模型进行三种地震波作用下的动力时程分析，分别得到弹性阶段的最大加速度峰值和破坏临界加速度峰值，根据分析结果设计试验加载过程。结构在地震作用下，破坏前均经历了较长的塑性发展过程。同时，随加速度峰值的增加，结构各项指标响应呈现出较好的一致性。