空间网架结构、钢框架-支撑结构和管桁架等结构形式,因其具有受力性能好、跨度较大、空间灵活及形式多样等优点,在建筑结构中已经具有了很广泛的应用。根据当前研究水平,网架及钢框架-支撑结构的理论研究及工程应用都已相当成熟,但由于理论受限,使得结构设计分开计算,较少考虑两者的协同效应,仍存在一些问题需要解决。本文总结了网架结构、钢框架-支撑结构及管桁架梁柱的发展及趋势,总结了总装分析在静力、抗震等方面的研究现状,提出课题选题背景,并以天津市万汇文化广场室内游乐中心为背景,对其由空间网架、主体钢框架-支撑及管桁架梁柱组合构成的整体结构完成了以下几个方面的工作。借助MIDAS软件利用改进后的数值逆吊法进行屋盖找形,对单层网壳、双层网壳、平板网架及微曲面网架四种方案比选,对设温度缝模型及不设缝模型进行比较,对中央大厅的六个柱进行方案优化,对大厅幕墙处建立圆钢管柱H型钢梁模型及管桁架模型进行方案比选,确定最终的结构方案。建立整体结构的三维有限元模型,考虑结构的边界条件、荷载工况等多项因素,选择合适的单元,对结构进行了的静力性能分析,在六种不同的荷载工况下,对结构的内力、变形及支座反力进行计算,获得整体结构的静力响应特性。计算结果表明整体结构的变形满足规范要求,杆件的应力水平较低,静力响应特性较好。建立五个屋盖网架单体模型及主体框架模型进行单体分析,对其静力工况下与总装的偏差进行分析比较。对温度作用的概念进行了介绍,对整体结构在年温度荷载作用下的力学性能进行研究,对整体结构的支座反力及位移进行计算,获得温度作用对其造成的影响。在温度荷载参与的荷载组合下,整体结构的支座反力,杆件应力,节点位移均满足设计要求,并对结构的非均匀时变温度效应进行简化研究。比较单体模型及总装分析的偏差,说明总装分析的重要性。对整体结构的动力特性进行分析研究。首先对地震作用的特点及地震效应的常用计算方法进行简单介绍,在获得了结构自振特性的条件下,对整体结构进行了振型分解反应谱分析及时程分析,分别计算结构在X及Y向水平作用下的响应,并对结构的抗震设计进行验算。结果表明在一般水平地震作用下,该结构的应力及变形效应均不明显,对结构影响不大。对主体结构及整体结构的自振特性进行对比,比较单体分析及总装分析对地震响应的偏差,说明总装分析的必要性。