La estructura de invernaderos de plástico aislado de gran envergadura es una instalación hortícola altamente prometedora. Los parámetros de diseño y la configuración de los componentes estructurales impactan significativamente en su seguridad y rendimiento de carga. Sin embargo, la investigación actual en este campo sigue siendo insuficiente. En este estudio, se investigaron la deformación, distribución de esfuerzos y estabilidad de invernaderos de plástico aislado de gran envergadura con diferentes configuraciones estructurales utilizando el método de elementos finitos. Posteriormente, se examinó la capacidad de carga última de invernaderos de plástico aislado de gran envergadura con alturas de cumbrera variables. La investigación indicó que el invernadero con una armadura plana y tirante de doble capa mostró la menor deformación y esfuerzos en sus elementos, así como la mayor capacidad de carga última. El análisis reveló que la instalación de tirantes de doble capa no solo mejoró el efecto colaborativo de los marcos de arco dentro de la unidad de cálculo estructural, sino que también redujo el desplazamiento a lo largo de la dirección, mitigó efectivamente el efecto, redujo el esfuerzo de flexión fuera del plano y mejoró la capacidad de carga última. La altura de la cumbrera afectó la capacidad de carga de la estructura del invernadero. Sin embargo, una altura de cumbrera más alta no necesariamente resultó en una mayor capacidad de carga última. La estructura del invernadero con una altura de cumbrera de 5 m demostró la máxima capacidad de carga última, capaz de soportar 1,98 veces la carga inicial. Este estudio proporciona apoyo teórico para la configuración de los componentes estructurales de invernaderos de plástico aislado de gran envergadura y ofrece una base científica para el diseño óptimo de la altura de la cumbrera.