索穹顶结构是近二十几年发展起来的一种新型大跨度空间结构。由于该种结构形式充分利用了钢材的抗拉强度,结构效率极高,再加上其造型新颖、构思巧妙,所以一经问世便得到了工程界的极大关注。本课题以施工成形技术为主线,在查阅大量国内外文献资料的基础上,描述了索穹顶结构的发展历史、结构特点及其工作机理,并针对目前国内外研究现状提出了本文的研究内容。 第一,针对索穹顶结构施工过程的特殊性,本文将施工过程中的关键问题作了一个深入的分析和总结,为以后的分析捋清了思路,抓住了重点。 第二,针对索穹顶结构施工过程大变形、且成形方法单一等问题,本课题以索穹顶结构的施工成形技术为主线,总结已有成形方案,然后将其改进,提出了一种新的施工成形方案-附加环索成形法。 第三,通过ANSYS有限元分析软件中的“生死单元”技术模拟分析了新提出的施工成形方法,证明了本文提出的方法是切实可行的；分析内容包括初始预应力的确定、成形过程中杆件内力变化以及节点位移的变化等。 第四,以施工过程力学分析为指导,设计了一个Geiger索穹顶(D=6m)结构模型,然后采用附加环索法进行了张拉成形试验,并分析了试验过程中杆件内力及节点位移的变化规律,试验结果证明了附加环索法是行之有效的。 第五,在结构达到初始设计应力后,完成了静载试验,分别验证了结构在满跨荷载下和半跨荷载下的响应。