大跨空间结构动力灾变过程的精细化数值模拟应基于系统化、精细化的建模理论及数值实现方法,考虑复杂受力状态下材料、构件损伤非线性本构关系,多层次、多尺度实现结构动力破坏机理及倒塌机制研究。而目前针对网壳结构圆钢管、球节点构件滞回特性的数值模拟和试验研究尚缺乏精确、量化的轴力与弯矩的加载制度；对强震作用下网壳结构的动力响应和倒塌分析,极少考虑材料、构件损伤非线性本构关系。因此,从构件层面,有必要对地震作用下网壳杆件内力响应规律进行分析；从结构层面,需建立精细化有限元模型并考虑材料、构件或节点损伤断裂的影响,实现网壳结构动力破坏模式及倒塌机理的深入研究。本文分别从构件和结构两个层面,对单层网壳结构的杆件内力响应规律及基于精细化数值模拟方法的连续性倒塌分析技术进行了研究。具体工作如下：(1)考虑到单层网壳结构有正、负高斯曲率之分,分别选取单层球面网壳和单层鞍形网壳为研究对象,对地震作用下杆件的内力响应规律进行分析,探讨了结构几何参数等因素的影响,确定了构件的初始轴压比、轴力幅值变化范围、轴力与弯矩响应频率关系。结果表明,地震作用下,网壳结构杆件的轴力幅值、轴力与弯矩响应的频率关系变化明显,进行其抗震性能研究时应考虑变轴力影响。(2)对比单层网壳分析中广泛应用的传统梁单元模型,建立了细化构件变形、考虑节点刚度的精细化全壳单元模型,实现了网壳结构几何模型层面的精细化非线性动力时程分析。以单层鞍壳为例,梁、壳单元模型自振特性及弹性阶段响应较为接近,但强震作用下精细化壳单元模型的响应明显大于传统梁单元模型,壳单元模型能够更真实地反映构件及结构的塑性性能。(3)在全壳单元几何精细化模型中,设置精准的混合强化材料本构关系,引入钢材的循环空穴增长(CVGM)微观断裂预测理论,结合生死单元技术,利用Fortran语言编译了VUSDFLD断裂模拟子程序,对网壳结构建立了基于材料本构层面的精细化数值分析方法,实现了杆件、节点断裂及结构的连续性倒塌过程模拟。对比前人已经试验验证的研究成果,证明了本文编译子程序对钢材断裂预测的准确性,证实了CVGM微观断裂预测理论用于网壳结构连续性倒塌分析的可行性。(4)采用精细化数值分析方法,模拟了两个不同类型的单层鞍型网壳算例在强震作用下的连续性倒塌过程。结果表明,本文采用的分析方法可有效地模拟单层网壳结构中构件的断裂过程及后续结构响应；杆件的突然断裂使与其相连的节点位移增大,可能引发相连杆件破坏,进而导致结构刚度降低,引起结构倒塌破坏。