如今,在工业生产中扮演重要角色的工业厂房建设规模越来越大,将荒废面积最大的屋顶空间利用起来建设屋顶花园,将是未来的一种设计方向。预应力钢桁架在传统非预应力平面桁架结构的基础上通过合理的引入预应力拉索以使多数杆件卸载、降低内力峰值或提高结构刚度,因其以更轻的自重提供更高的承载力被广泛应用在大跨度钢结构中,然而在类似屋顶花园的大跨度、重荷载屋盖结构中却鲜有预应力钢桁架结构的相关应用研究。如今新建项目的方案论证过程中在保证建筑物安全性的前提下经济性是关键决定因素,因此通过对重荷载下的预应力钢桁架结构进行研究,可为屋顶花园的屋盖结构设计选型提供参考价值。本文以广西建工集团建筑材料智能生产厂房的屋顶花园屋盖为工程背景,针对大跨度、重荷载的屋盖特点,提出了预应力连续平面钢桁架结构体系,并基于预应力钢桁架的相关理论和现行规范,通过对比分析、3D3S钢结构-空间结构分析软件、原位静力试验的研究方法,完成了以下研究工作并得到了一些主要结论:1.智能生产厂房屋盖划分为四个区域,每个区域跨度为60×142m。根据区域一的不均匀重荷载布置情况选取四种恒载组合工况,对比单榀60m跨(30m+30m)连续平面钢桁架结构在下弦杆无拉索、全长拉索、两端20m局部拉索的杆件受力情况。结果表明,预应力拉索可以有效改善连续桁架的受力性能,且下弦杆两端20m局部拉索的预应力连续钢桁架结构受力更为合理,预应力度宜取25%～35%。2.在四种不均匀恒载组合工况作用下,对单榀预应力连续钢桁架下弦杆全长预应力拉索和两端20m局部预应力拉索进行特征值屈曲分析和非线性屈曲分析,对比两种布索方式的特征值屈曲因子、屈曲模态、非线性稳定系数。结果表明,两种布索方式的连续桁架结构屈曲模态接近,而下弦杆局部拉索的预应力连续钢桁架结构明显具有更高的稳定性。3.分别建立智能生产厂房局部预应力连续钢桁架结构体系和空间连续管桁架结构体系两个不同屋盖结构的整体模型,采用振型分解反应谱法对两个屋盖结构进行不均匀重荷载和水平地震联合作用下的位移响应对比,结果表明,局部预应力连续钢桁架屋盖结构的位移响应明显优于空间连续管桁架屋盖结构。对两个屋盖结构体系在施工制作、经济成本方面进行对比表明局部预应力连续钢桁架屋盖结构更能保证桁架制作精度、造价成本更低。4.通过原位静力加载试验对施工完毕的局部预应力连续钢桁架屋盖结构抽检一榀桁架进行测试,结果表明,在实际重荷载工作状态下,局部预应力连续钢桁架结构整体性能安全可靠,满足设计和规范的要求。