近年来随着大跨度空间结构的迅速发展,空间网壳结构的应用范围日益扩大。网壳结构具有受力性能合理、承重结构与支撑体系合一、材料得到更合理利用的优点,从而广泛应用于体育、民用和大中型工业建筑中。在大跨度建筑结构中,空间网壳以其用钢量少、重量轻、结构合理、造型优美、力学性能好,且现场施工安装方便等特点成为大跨度建筑结构中具有广阔发展前景的结构形式之一。结构优化与传统的结构设计具有相同的理论基础,遵循相同的设计规范,唯一不同的是传统的设计没有明确的衡量标准,而优化设计具有明确的衡量标准(体积最小,造价最低等)。因此结构优化具有现实意义,同时使结构的可靠性与经济性达到合理性的统一。本文利用ANSYS完成了单层球面网壳的模型建立,并对其进行了静力分析、稳定性分析和时程分析,提取了结构变形和应力强度,以便和优化后的结果进行对比。优化时考虑结构的空间整体并建立了符合实际情况的模型,利用ANSYS进行结构优化。以体积最小为目标函数,考虑强度、刚度、挠度等为约束条件进行优化设计。优化结束后提取了结构变形和应力强度。对比优化前后的体积,结果表明总体积减少了近20%,体现了结构优化的合理性和经济性。本文对单层球面网壳结构进行优化设计,并对优化后的结构进行了静力与动力的分析,这对类似形式的建筑优化设计和分析有一定的参考价值。