索托结构是一种由斜拉结构发展而来的一种新颖结构形式,它发扬了斜拉结构的优点克服了斜拉结构的不足,适用于大跨度、大空间的建筑结构。索托结构由于采用连续拉索对屋盖结构产生向上的“升力”,索效率大大提高,柱高降低很多,故可节省材料用量和工程造价,其跨越空间的能力优于斜拉结构,且施工方便。本文通过对这种新型结构体系的研究,深入系统地揭示其受力特性和施工特性,并通过工程实践验证理论的正确性,同时为该结构的继续开发、应用积累宝贵经验。本文首先总结了索结构的发展历史,及其需要解决的问题,由此引出索托结构的产生,同时指出了索托结构的特征、工作机理、现存问题及发展前景。其次,介绍了非线性有限元理论,比较分析基于全量的几何非线性理论与基于增量的几何非线性理论;总结了非线性方程组的求解方法。根据索托结构计算理论,以悬链线理论为基础,推导了适用于索托结构分析的悬链线索单元,推导了改进的非线性方程组解法――不完全的牛顿—拉普森迭代法,提出了索托结构“托点”滑移算法,编制了索托结构非线性有限元分析程序。介绍了程序流程、收敛方法及编程技术;并与经典理论算例比较验证其准确性。再次,使用编制的程序对索托结构与斜拉结构进行了对比分析,研究了均布荷载作用下索夹角对索力、变形性能和结构内力的影响,验证了索托结构体系的优越性。并针对索托结构进行了多参数分析,考虑了索托点位置、节间距、预应力等各种情况,得出了一些结论,对索托结构的优化与设计给出了指导意见。最后,本人参与了曲棍球馆工程的设计、施工全过程。工程实践中全面阐述了曲棍球馆工程概况,内力分析、构件设计、节点设计、经济性分析、施工方案与施工全过程分析、施工控制与监测。该工程的成功实施,验证了索托结构理论分析的结果,并对后期推广提供了宝贵的经验。