网壳结构因其建筑空间大、整体受力合理等等优点成为了近半个世纪以来发展最快、应用最广的一种空间结构。但由于单层网壳结构对初始缺陷的敏感性,使我们不得不更重视其稳定性问题。网壳结构受力复杂,其所受荷载作用往往具有随机性,结构在长期荷载作用下逐渐产生杆件以及节点损伤,很容易在偶遇荷载下突发垮塌性事故。陕西自然博物馆的外层球壳结构是典型的单层球壳结构,作为建造时国内最大的单层球壳结构,其设计具有很高的冗余度,为确定其实际的抗垮塌性能,本文将考虑结构的材料非线性以及几何非线性来分析陕西自然博物馆网壳结构在强雪荷载以及强震作用下的抗垮塌性能并分析结构的可靠度。本文以实际工程陕西自然博物馆为研究背景,基于ANSYS有限元分析软件对结构进行了数值模拟,系统的研究了结构的抗垮塌性能,结构的薄弱部位以及结构在强雪荷载下的可靠度,主要研究工作以及重要成果如下:(1)通过静力非线性屈曲分析来模拟网壳结构的倒塌,以评估网壳结构在强雪荷载下的抗倒塌性能。确定了最不利雪荷载分布,获得了不同雪荷载分布工况下结构的极限荷载以及结构在雪荷载作用下的薄弱部位;(2)对结构的动力分析主要采用了不同地震方向组合下的弹塑性时程分析,确定了结构在罕遇地震作用下的抗震性能良好。为进一步确定该网壳结构的动力极限荷载,采用增量动力分析法(IDA方法),即不断加大地震波幅值进行时程分析,确定了网壳结构倒塌时的动力加速度;(3)考虑材料非线性和几何非线性,综合多方面因素,对最不利雪荷载分布工况下的陕西自然博物馆网壳结构进行了可靠度分析。确定了在该分析工况下,结构挠度的分布函数类型近似按极值I型分布。计算所得的结构的可靠度指标满足一级安全等级下的目标可靠度。