超高耸太阳能烟囱是太阳能热气流发电系统的重要组成部分,具有体形高大、荷载条件复杂、结构设计和施工难度大等特点,是现阶段太阳能热气流发电技术研究的重点和难点。本文在现有的太阳能烟囱及高耸结构研究基础上,对超高耸太阳能烟囱的结构体系及在风荷载作用下两种太阳能烟囱结构的性能进行了分析,并通过概念性模型试验为太阳能烟囱的结构设计提供了试验依据。首先本文分别按照材料、结构体系及约束条件对太阳能烟囱的结构形式进行分类,并总结了太阳能烟囱结构中预应力的施加方式及其作用,同时还提出了张拉整体式和三筒式两种太阳能烟囱的创新结构,并介绍了它们的结构组成和特点。其次本文选取100MW太阳能热气流发电系统的烟囱作为研究对象,分析了烟囱所受的风荷载,并研究了太阳能钢烟囱在风荷载及自重作用下的基本静力性能、稳定性能,同时还对比分析了增加辐索及加劲环梁前后太阳能钢烟囱的自振特性。再次本文介绍了单层三向圆柱面网格及局部双层三向圆柱面网格结构的拓扑构成,研究了三向圆柱面网格结构在风荷载作用下的基本静力特性,并着重分析了辐索的布置形式、截面积及初始预应力对网格结构性能的影响。此外还对优化后的三向圆柱面网格结构的稳定性能和自振特性做了进一步的研究。本文还通过三个太阳能烟囱模型的概念性结构试验研究了斜索对结构抗侧刚度的贡献及辐索对截面刚度的影响。论文最后对上述研究工作进行了总结,并指出进一步研究中亟待解决的问题,明确了今后的研究方向。