索穹顶结构具有重量轻、材料利用率高、跨度大、造价低、造型优美等优点,而受到工程界的广泛关注。针对目前索穹顶结构脊索容易松弛、环梁设计截面大、施工技术要求高等问题,本文提出了对索穹顶进行刚化的思想,并以Kiewitt索穹顶结构作为研究对象,利用桁架替换原结构中的主脊索进行刚化；利用ANSYS有限元分析软件,建立有限元模型,对Kiewitt索穹顶结构的刚化进行了系统的结构分析。考虑结构的几何非线性,分析在全跨活荷载、半跨活荷载、风荷载作用下刚化索穹顶结构的响应,利用加载全过程曲线的方法跟踪构件内力和节点位移的变化规律,并与传统索穹顶结构做比较,了解索穹顶结构刚化的效果。然后,通过改变结构参数,观察结构在荷载态下的内力和刚度变化情况,确定影响结构静力性能的主要参数。利用生死技术模拟不同位置的脊索、斜索、环索失效,观察其余构件的内力变化和结构最终的平衡位置,通过节点位移是否超限来判断结构是否安全,单根拉索失效是否导致其他构件破坏来判断结构是否会发生连续垮塌。根据拉索破断对结构的影响程度,对拉索进行重要性分类,供设计与施工作参考。对刚化索穹顶结构进行模态分析,利用分块兰索斯算法求解结构的频率和振型,并对结构的自振特性进行了分析,然后讨论自振频率随结构参数的变化规律,最后利用时程分析理论进行结构三维地震分析,了解结构的抗震性能。论文最后对所得到的研究成果进行归纳总结,并指出了刚化索穹顶结构还需要进一步研究的几个问题。