弦支穹顶结构是基于张拉整体概念和单层网壳的一种新型复合空间结构体系,其结构刚度大、稳定性高、施工方便,可以更合理、更经济、更美观地跨越大跨度空间。本文在以往研究的基础上对弦支穹顶结构进行了较为系统和全面的研究。分析了弦支穹顶结构的概念、特点和研究背景,对国外的研究成果以及近年来国内的研究现状进行了总结,明确了促进结构推广应用的几项研究要点。首先介绍了计算分析使用的铰支杆单元、刚接梁-柱单元以及柔性索单元的几何非线性有限单元法。然后讨论了目前对弦支结构体系的不同叫法。根据节点连接形式对弦支结构进行了初步分类,并按照构件的布置方式进行了详细分类。推导了环索预应力设定的基本公式,由此可确定各圈环索预应力的比值。以消除结构对支座的水平推力为目标,通过改进的张力补偿法,实现了确定拉索预应力值的过程。通过缺陷位移法和张力松弛法,对结构进行了施工过程分析,得到了预应力拉索考虑张拉顺序的张力施工控制值。将风荷载分为静风荷载和脉动风载,对比分析了弦支穹顶和单层网壳在静风荷载和脉动风载作用下内力和位移响应。得到了一些对结构设计有助的结论。结构在脉动风荷载下的响应使用了随机振动的分析方法,通过ANSYS中的PSD分析得到。对天津博物馆工程中跨度为18.5m的弦支穹顶结构进行了现场实物静动力试验研究。半索半杆以及全刚性杆两种不同形式弦支穹顶结构都是在理论分析的基础上,确定了试验方案。静力试验中,分别采集了不同荷载步下单元的应变和节点的位移。在同理论分析进行对比时考虑了10%的预加载以及节点刚接和铰接的影响。动力试验中,采用环境激励法和锤击脉动法分别对屋盖建造过程中的两个阶段进行研究,测得了结构的自振频率及其对应的振型,对其振型特征进行了分析,并将以上结果与理论分析结果进行了对比。最后对弦支结构分类、弦支穹顶结构拉索预应力值的设定、施工过程分析、风荷载响应及结构静动力试验等研究成果进行了总结,并对不同类型弦支穹顶结构的力学性能、合理的节点构造以及预应力施加方案等进一步研究内容进行了展望。