索穹顶结构是由索、杆及膜组成的新型预应力结构。该种结构能够充分利用钢材的抗拉强度;自重轻;具有很好的局部稳定性和整体稳定性。因此它非常适宜于大跨度建筑的屋盖设计。多年来各国学者对索穹顶结构进行了大量的研究和探索,但对索穹顶结构的理论研究至今仍不很完善。本文作者阅读了大量的国内外相关文献资料,对索穹顶结构进行了深入的研究。总结了索穹顶结构的特点及其分类,了解了索穹顶结构在国内外发展的现状,分析了国内外对该类结构的研究焦点,在此基础上确定了本文的研究内容。本文对Levy体系的索穹顶结构进行受力性能分析,掌握了其静力性能,并合理的确定了结构基本参数。索穹顶结构的静力性能分析一般包括计算模型建立、形态分析、荷载态分析三个部分,其中形态分析本文采用逆迭代法来实现。本文采用参数化分析方法对60m、80m、100m跨度的Levy体系索穹顶结构进行了大规模的结构受力性能研究,分析了结构基本参数矢跨比、环数、每环节点数等对结构性能刚度、用钢量等的影响规律,给出了较合理的结构基本参数取值建议。本文收集了国内外有关Levy体系索穹顶结构节点构造资料,分析了它们的特点,考虑到节点铰接、传力合理、构造简单等要求,设计了一种简单的节点形式,以供工程应用参考。本文还对Levy体系索穹顶结构的施工张拉进行了探讨。利用有限元分析软件对24种施工张拉方案进行模拟,分析它们的内力变化规律,评价各种张拉方案的施工可行性,并给出了建议张拉方案。本文所完成的Levy体系索穹顶结构的结构选型,节点设计,张拉方案研究是对现有索穹顶结构理论研究的有益补充,并为索穹顶结构在我国的工程应用提供参考。