索穹顶结构是一种效率极高的柔性结构体系,近年来已成为空间结构领域研究和应用的热点之一。本文以Kiewitt型索穹顶结构为分析对象,对其静力性能、抗连续倒塌性能及可靠度等问题进行研究,主要内容如下:（1）基于奇异值分解法和Full NR法,对Kiewitt型索穹顶结构进行找力及加载历程分析,探讨了内拉环设置与否以及初始预应力水平、矢跨比、撑杆长度等参数的改变对其静力性能的影响。结果表明:在全跨均布荷载逐级加载过程中,内圈脊索JS1的松弛会引起结构刚度发生突变,但结构仍可保持较强的承载能力;设内拉环不仅可解决结构中心部位多杆件交汇问题,且该区域多根撑杆在外荷载作用下可有效分担因内圈脊索松弛而卸载的力;分别增大初始预应力水平、撑杆长度及提高矢跨比均可提升结构的竖向刚度,其中后者的作用最为显著。工程实践中,对于类似结构的设计,建议设置内拉环,并优先考虑调整结构的几何参数以改善其静力性能。（2）采用瞬态动力分析法,探讨了各组索杆的单独破断对结构应变能、最大节点竖向位移及其他索杆内力的影响,揭示了局部索杆破断引起的结构连续性破坏过程及倒塌机制,并对单根索杆破断后的结构响应模式进行了分类。结果表明:若仅考虑最终平衡态下的构件内力,而忽略其振荡过程中的动内力,则计算结果显然偏于不安全;在以给定的优选原则确定各组索杆截面的前提下,单根索杆的破断虽引发结构局部受力体系不同程度的破坏,但并未造成结构的整体倒塌;结构的响应模式可分为局部破坏、拉索松弛、小范围倒塌及大范围倒塌等四类;工程实践中,建议加强中圈分叉脊索JS2K、外圈环索HS2及外圈径向撑杆CG3的安全储备,以改善结构的抗连续倒塌性能。（3）针对传统抽样法的局限性,引入了Sobol抽样方法,在此基础上,对RSM及Kriging代理模型进行优选,以此提出了三阶RSM-Sobol法,将其应用于Kiewitt型索穹顶结构的变形失效模式可靠度分析,并采用三阶RSM-FORM法进行结构的强度失效模式可靠度分析。此外,对该结构进行参数分析,探讨初始预应力水平及变形控制值的改变对结构可靠指标的影响。结果表明:Sobol抽样法在计算精度、稳定性及样本分布均匀性等方面具有明显优势,以其为基础的三阶RSM-Sobol法适用于索穹顶结构的变形失效可靠度分析;鉴于该结构的变形失效概率远大于强度失效概率,其主要失效模式为变形失效;初始预应力水平的适当增加及变形控制值的适度放松均可有效提高结构的变形失效可靠指标;索穹顶结构刚度较大,在严格的变形控制条件下可满足现行规范规定的可靠指标要求。