可展结构是具有展开功能的结构体系的统称,特点是可由收缩的紧密位形转变为预定的扩展位形,并在扩展位形下具有一定的承载能力。由于上述特点,使得可展结构在航空航天领域和建筑工程领域受到普遍重视。可展结构通常包括折叠结构、充气及索膜结构、张拉整体结构、开合结构四大类,其中后三类在建筑工程领域已有较多应用,而折叠结构的应用还基本处于空白状态,因此有必要开展相关的研究。本文提出的圆形平面二维可展屋盖结构就是由折叠结构与开合结构所衍化出的一种新型可展结构形式。可展结构的一项基本特征是要具有可靠的折展性能,在折展过程中体系呈机构状态,其核心是几何构成问题。为此,本文首先对圆形平面二维可展结构的几何构成进行了研究。通过对可展单元(包括直杆单元和折杆单元)的几何性质进行推导,确定以多折杆单元作为圆形平面二维可展结构的基本组成单元;在此基础上构建了圆形平面二维可展屋盖的几何模型,并对其可展性进行了论证;此外还探讨了可能的边界支承形式。作为开合屋盖,其结构性能也是本文研究的重点之一。本文首先以三种桁架形式,来代替多折杆单元中的“杆”,提出了三种结构方案,并对三种方案进行对比,从而确定了以桁架截面渐变为特征的“起拱方案”为最优结构方案;其次对“起拱方案”的结构性能进行分析,探讨了杆件截面、结构高度等对刚度的影响以及结构跨度与用钢量的关系。研究结果表明,本文可展结构以结构刚度为控制条件,展开到一定程度后,结构刚度下降较为明显。当跨度较大时,本文提出了增加轨道设置的改进措施。本文最后探讨了屋面板的形状优化设计问题。首先确立了以屋面板的间隙最小、不发生碰撞和展开面积最大为优化设计目标,并利用MATLAB软件编制以极大极小算法为基础的优化程序;然后,利用上述程序对圆形平面二维可展结构的屋面板进行了形状优化设计,并通过模拟屋面板的展开过程验证了方法的可行性。此外,还对屋面板与主体结构的连接问题进行了探讨,提出了斜拉式屋面板构造方案。