索结构常应用在大跨空间结构中,除了强度高、节约材料等特点外,更是能营造出新颖、美观和轻巧的建筑造型。轮辐式单层索网结构作为索结构的一种,其构成特点是：有一个刚度较大的受压外环,通过沿径向布置的单层拉索连到中心受拉内环索,整个结构属于自平衡受力体系,该结构形式在全世界范围内仅有科威特国家体育场应用。作为国内首座采用轮辐式单层索网结构的工程,苏州工业园区体育中心体育场屋盖结构尺寸为260m×230m,外环马鞍形高差为25m。本文以此为工程背景,对其结构性能和设计关键技术进行深入的研究工作。本文首先详细介绍了苏州工业园区体育场的总体设计和施工方案,设计方案包括工程概况、结构形式与特点、屋盖几何尺寸、构件材料和规格、荷载条件以及结构关键节点等内容；施工方案包括钢结构总体施工方案和索网牵引提升方案两部分,其中索网的整体提升过程包括低空无应力组装、整体牵引提升和高空分批锚固三个步骤。对于柔性索结构性能的分析前提是要确定其空间几何形态和预应力分布,即在索网上施加预张力场,使得这个预张力场在相对应的索网几何构型上能够形成一个平衡体系。本文基于轮辐式单层索网结构的初始形态特征——只要给定结构的平面投影和外压环的节点坐标,内环的空间形态就唯一确定,介绍了其空间形态的确定方法和迭代找力分析方法,并进行了算例验证。以结构整体刚度的影响因素为切入点,分别改变内环平面投影形状、内环平面投影面积、外环马鞍形曲面高差、拉索初始预应力大小和拉索截面积等参数,对轮辐式单层索网结构的静力性能进行参数化分析,包括不同参数对索网结构竖向刚度、拉索索力、径向索索力分布规律、索端支座反力分布以及对外环梁变形和应力的影响。根据分析结果,总结轮辐式单层索网结构的性能特点,并对该类结构的形状确定和预应力优化提供合理性建议。在此基础上对苏州工业园区体育中心体育场结构设计中的若干关键问题进行了分析研究,主要包括：创新V形柱脚支座节点中滑动机制的布置意义,梁柱连接方式、结构柱形式和倾斜角、外环梁轴向刚度和弯曲刚度等对结构性能的影响,最后对结构的自振特性进行分析。通过以上研究,不但掌握了苏体体育场挑蓬结构的特性,而且对今后类似工程的设计和施工具有参考意义。最后,本文对主要的研究内容和成果进行了总结,提出了若干尚需进一步研究的内容。