随着空间结构的飞速发展,越来越多的大型建筑采用空间网格结构,可见开发一款空间网格结构设计软件十分重要。武汉大学开发的通用钢结构设计软件USSCAD研发了空间结构设计模块,该模块可对网架、网壳和桁架结构进行有限元计算。USSCAD空间结构模块的前处理和后处理功能基本齐全,但程序在建模功能上还有很大的开发空间。同时为了使软件的功能更加符合设计者的习惯,在前处理导入荷载和后处理节点设计等功能上有待整合和优化。本文针对程序在结构建模、荷载导入和节点设计等功能上的不足,对程序存在的问题进行了进一步地优化和完善。针对程序建模功能的不足,对程序参数化建模功能和自由曲面建模功能进行了完善。增加了6种结构的参数化建模函数,分别是抽空三角锥网架、施威德肋型球面网壳、双层凯威特型球面网壳、三角锥球面网壳、三角锥柱面网壳和一种杆件长度相对均匀的四边形网格单层网壳。针对程序自由曲面建模功能的不足,对程序的旋转曲面、扫掠曲面、放样曲面等建模方式进行了完善,增加了双层网壳的建模。同时考虑到一些复杂自由曲面采用映射法无法划分网格或者划分后得到畸形网格,基于ObjextARX中的曲面类AcDbSurface类开发了曲面分解成曲线组功能和曲线弦等分算法,针对该功能创建以下子功能:曲面生成曲线、曲线投影、曲线生成网格、网格过渡衔接等,使用该功能可以得到较好的网格划分。针对程序荷载导入的问题,对程序的辅助面生成功能、面荷载导向节点(单元)和风荷载拟合功能进行了完善。利用程序已存在的辅助面生成技术,结合新编写的辅助面方向调整算法,保证了辅助面方向的一致性,便于用户检查和修改辅助面的方向。定义了面荷载类,同时整合了面荷载导向节点功能,将面荷载的定义与导向节点分离开来,便于用户检查和修改所施加的面荷载的大小。本程序原有的风荷载拟合功能,生成拟合面的算法存在错误,读取风压拟合值的算法也存在错误。本文在该功能的基础上对风压文本文件的读取、生成风压拟合面的算法和读取风压拟合值的算法进行了修改。针对程序的节点设计功能进行了整合和完善,主要体现在以下方面:1)完善了螺栓球节点设计,增加了等削面螺栓球设计功能;2)增加了焊接球库;3)对螺栓板节点的设计流程进行了梳理,实现数据的正常读取和传递,实现了螺栓板节点实体显示;4)定义了支座节点类,实现支座节点实体显示。通过某大型双曲面钢结构冷却塔算例和双层网架螺栓球节点设计算例,验证了上述功能在实际工程中的作用和意义。