空间复杂曲面结构在众多大跨度公共建筑如体育馆、火车站、飞机场等工程中应用广泛。然而具有空间复杂曲面特征的建筑往往外形不规则,进行结构的准确建模非常困难,并且前处理相当繁琐,工作量极大,目前的工程实践也只能凭借设计师的经验进行手动划分,建模效率低下,费时费力,极易出错。当下建筑结构领域尚没有针对复杂曲面建模的专业软件,使得空间复杂曲面难以推广。随着数字技术的快速发展,数字化的生产方式与生产工具不断更新升级,BIM参数化技术越来越多地被应用于复杂曲面形态建筑的设计之中,曲面的数字建构对于复杂曲面建筑的最终建造效果关系重大,已成为结构设计与建筑深化领域研究的重要方向。针对这一问题,本文首先归纳并论述了复杂曲面建筑的数字构建方法,以此作为复杂曲面结构设计的理论基础和依据,最后通过实际工程案例,从生化幕墙、空间结构布置等方面提出参数化设计在空间复杂曲面结构设计中的运用策略。本文结合山东大学体育场、珠海横琴国际网球中心,湖北省襄阳市民中心球形网壳等工程实例,对BIM的理念及参数化设计技术在复杂曲面建筑结构设计中的应用展开研究,具体内容共分六章,简介如下:(1)首先介绍了复杂曲面建筑的概念,自由曲面的构造方法,参数化找形及网格划分,说明了复杂曲面幕墙设计和网格结构设计中遇到的问题。(2)介绍了BIM与参数化技术的定义,理念及优势,对BIM的软件体系进行了梳理、分析与比较。同时介绍了本研究的开发方式和开发工具,阐述了选择参数化工具Rhinoceros及其插件Grasshopper,软件开发平台Microsoft Visual C#.NET的原因。(3)研究了珠海横琴国际网球中心自由曲面玻璃幕墙的参数化构建,对曲面幕墙的构建方法,生成逻辑进行了探讨,最终确定了合理的参数化实现方法。(4)以山东大学体育场为背景,寻找了一套复杂曲面空间结构的参数化设计方法,建立了自由曲面钢结构罩棚的三维模型并进行了软件分析以及结构方案的优化,对复杂曲面建模及分析的全过程方法进行了完整探究。(5)通过参数化软件Rhinoceros在海花岛国际会展中心项目中的实例应用,研究了复杂曲面的网格划分理论与方法。(6)利用编程语言C#,编制了面向空间复杂曲面结构建模的程序:基于Midas的Gen文件的空间网格结构建模插件,解决了空间结构建模过程中经常遇到的根据已经建立的曲面三角形或四边形网格,如何快速生成三角锥或四角锥的空间结构的问题,并对所编程序进行了工程实例验证。