结构工程作为一门古老的学科发展到今天,随着社会的进步与学科的交叉,出现了各种各样以满足不同使用功能的结构形式和体系.在天文上,大射电望远镜需要实时可变的大型反射面,其支撑结构为大跨度预应力索网.本文的主要目的是建立时变索网的概念,研究时变索网的形状控制理论,最后针对大射电望远镜反射面索网结构应用中的一些关键问题进行分析研究.本文综合分析当前柔性结构体系找形分析方法,解决时变索网基准态形状确定问题.对时变索网基准态进行第一类形状确定分析,提出了逆迭代法的基本原理并将其应用于索体系.本文借助杆系结构基本理论,得到了时变索网形状转变线性控制方法.预应力结构在一定的外荷载形式下表现出较强的非线性.但对于不考虑外荷载,仅通过改变索段伸长来控制节点位移的预应力索体系,由于其不会激活体系机构位移,再加上索段伸长改变较小,可采用线性分析的方式进行分析计算.本文基于动不定静不定杆件体系的矩阵分析理论,借助优化方法系统的提出了杆(索)体系的线性位移控制方法.本文基于能量原理提出了时变索网非线性位移的控制方法.推导出索网变形后平衡方程,再结合节点位移与杆件应变的非线性关系得到杆件伸长与节点位移的非线性等式约束,借助优化方法提出了杆(索)体系的非线性位移控制方法.本文结合FAST(Five-hundred meter Aperture Spherical Telescope的简称,即500m口径球面望远镜)反射面支承结构的特点,对FAST全球面预应力张拉索网体系结构,在保证反射面索网结构安全性和FAST工作精度的条件下,提出了实时拟合工作抛物面的方法,优化计算合理的结构系统及预应力体系.由于FAST全球面索网反射面实时可变,需确定其基准态,采用逆迭代法进行形状确定;反射面在工作时需形成工作态抛物面,采用支座位移进行拟合控制.本文采用频域分析方法,计算了FAST全球面索网风振反应.本文还对FAST反射面网格铝板进行了非线性分析.首先采用薄板非线性分析的近似方法--能量变分法给出正三角形薄板非线性变形近似解并与有限元分析比较,然后采用理论分析与参数分析综合的方法考虑网孔影响,并与试验结果对比.