随着社会的发展,钢结构在铁路、桥梁、工民建等领域得到广泛的应用,为满足建筑对大空间的需求,大跨度的结构形式越来越多,张弦拱桁架就是其中一种。倒三角拱形张弦拱桁架为一种施加预应力的空间拱形桁架结构,它由两根上弦和一根下弦,三面设置腹杆组成倒三角形截面拱。张弦承受拱形桁架水平推力,桁架和张弦之间设置连接撑杆,为其提供弹性支撑。上部倒三角形拱桁架受压弯,结构使压弯构件和抗拉构件发挥各自优势,相互配合,各构件最大限度的发挥作用,是大跨度空间结构里典型的刚柔结合体系。本文以山西某大跨度工业站工程为背景,选取拱形张弦拱桁架结构,根据现行规范和理论依据,利用AUTOCAD软件建立三维模型,运用钢结构设计软件3D3S对结构进行设计及单榀和整体的静力性能、稳定性分析,运用有限元分析软件SAP2000对结构动力特性进行系统分析,主要内容如下。1、简要介绍了张弦结构的由来、研究现状及发展前景,引出一种较为新颖的结构形式——拱形张弦拱桁架结构,确定了本文的研究内容,方法及技术路线。2、叙述了拱形张弦拱桁架结构的概念,受力特点及设计理论,简述该结构的有限元分析方法,介绍本文所用钢结构设计软件3D3S及有限元分析软件SAP2000。3、介绍工程概况,3D3S软件建模以及对结构进行不同荷载工况组合下的静力分析,选取32种工况组合分析,包括多种荷载组合作用时,节点内力与位移的变化情况,找出各工况杆件内力,节点位移及支反力最值,得到最不利工况组合,分析总结得出结构的受力性能。4、取单榀对其稳定性能进行分析。主要从两方面进行,首先对单榀结构进行特征值屈曲分析,考虑带有初始缺陷几何非线性时的结构稳定性。通过对拱形张弦拱桁架结构整体稳定性的分析,为该类结构设计的整体稳定研究提供依据。5、采用SAP2000进行模态分析,分析结构自振特性,得到自振频率及振型特点,运用振型分解反应谱和时程分析法进行水平及竖向地震作用下的动力特性分析,对比了杆件轴力、节点位移及支反力的变化特征。最后,对本文研究结构内容进行总结,并指出有待研究的方向。该项目的研究对今后同类实际工程有一定的指导意义。