“单元拼装式自平衡预应力空间钢结构”是由施加预应力的基本单元构成的新型空间结构体系。基本单元和整个结构本身能达到自平衡，不需依赖主承重结构或刚性环来抵消索系的预应力作用。本文应用该自平衡基本单元，采用凯威特网格划分格式形成300m跨的索杆球面网壳结构，结合已有的大跨预应力网壳研究结论和自平衡结构体系的特点设计结构的网格尺寸、高度和厚度。利用大型有限元分析软件Ansys进行结构计算和静力分析。分析表明，合理的构件截面设计可以使结构的内力和变形都在允许的范围内，且较传统非预应力网壳节约了大量钢材。文中首先综述了预应力网壳结构的发展和应用，指出现有预应力网壳结构存在的主要问题，提出了单元拼装式自平衡预应力空间钢结构体系；并介绍单元拼装式自平衡预应力结构体系的理论和实验研究成果，验证这种结构在实际工程中应用的可能性和优越性；然后阐述了空间杆系有限元法的基本原理和有限元法静力分析的基本过程，为进行结构分析打下理论基础；最后用自平衡基本单元形成300m跨索杆球面网壳结构，对其进行有限元仿真分析和不同设计方案的对比分析，论证单元拼装式自平衡预应力结构体系在超大跨度空间结构设计中的可行性；并介绍杆件、节点、支座的设计及结构的安装过程、防腐防火措施。