预应力张弦梁结构是大跨度钢结构建筑常见的新型结构之一。因为张弦梁的构件较为简单、自重相对较轻以及外形美观等优点,使得该结构在各种公共建筑当中获得越来越多青睐。因此,为了确保预应力张弦梁结构在不同荷载比值效应下,能够满足规范要求的“能力设计”的规定,特此对预应力张弦梁结构进行分析研究。本文通过ANSYS软件考虑双重非线性对张弦梁结构在不同比例的全跨和半跨荷载作用下的承载性能进行分析,得出了张弦梁结构在不同比值的荷载组合下的承载失效特征。支持向量机是基于统计学习理论而提出的机器学习方法。在可靠度分析方面,支持向量机现已经被应用于与传统可靠度计算方法相结合,并得出了基于支持向量的可靠度算法。本文通过采用多线性支持向量机的策略,即通过以线性方程组替代结构非线性的功能函数,解决以往基于支持向量机的可靠度算法中核函数的选取和参数选优等问题。经过算例对采用基于多线性支持向量机的可靠度算法与采用蒙特卡洛法得到的可靠度指标进行对比,证明基于多线性均匀支持向量机的可靠度算法在可靠度分析中稳定可行性。再将该方法应用于对预应力张弦梁的可靠度分析当中,拟合出张弦梁结构在不同的条件下隐式的线性方程。最后通过引入计算模式不定性的随机参数,在拟合出的线性失效方程的基础上,采用不同的设计方法对预应力张弦梁可靠度进行分析对比。研究表明：随着荷载效应比值的增大,张弦梁结构的可靠指标会明显下降；采用荷载分项系数法对张弦梁结构进行可靠度设计较安全系数校准法更为稳定；当半跨荷载比重较大时,应适当提高张弦梁可靠度设计的安全系数或者荷载分项系数。