随着我国工程建设行业的不断发展,我国人民的社会居住环境正发生着翻天覆地的变化,但与此同时,传统建筑行业的粗放式生产模式与自然资源、环境之间的矛盾也日益激化,因而大力推广以装配式建筑为代表的绿色节约型建筑成为建筑工业化发展的主要途径。在这一背景下,本文提出一种新型的装配式扭网壳结构,包括了多种类型的单块扭网壳和多块组合型扭网壳结构。这一装配式体系由若干投影相同、尺寸相似的六杆四面体单元组成,构形简单,受力合理,非常适合在实际工程中推广应用。本文从构形设计、理论分析和试验验证等方面出发,对这种新型装配式扭网壳体系进行了系统研究。第1章总结了扭网壳结构体系的特点和主要分析方法,并对国内外装配式结构体系的研究成果进行了介绍,从我国工程建设行业现状出发,阐明了发展新型装配式扭网壳结构的意义,明确了本文主要研究内容。第2章从标准六杆四面体单元出发,结合扭网壳的几何特征,提出了一种新型的装配式扭网壳体系,包括了 6种单块扭网壳和4种多块组合型扭网壳。对各类扭网壳的几何特征进行了总结,为实际工程应用提供参考依据。同时还提出了多种类型的节点构造形式,为工程设计提供更全面的选择。第3章对单块扭网壳的静力性能进行了分析,选取了正交正放和正交斜放两种扭网壳算例,通过比较两种结构不同节点形式下的受力特性,得到了单块扭网壳结构的主要受力特征,为未来实际工程设计提供建议。第4章对单块扭网壳的稳定性能进行了研究,针对上一章算例,分别进行了特征值屈曲分析以及考虑初始几何缺陷的几何、材料双非线性分析,并研究了单杆初始缺陷对结构稳定性的影响,解决了铰接杆在传统非线性分析中不会发生单杆屈曲的问题。最后就多参数对扭网壳稳定性的影响进行了研究,为如何提高结构稳定性提供建议。第5章基于前文单块扭网壳的受力性能研究成果,对一种具有代表性的四块组合型扭网壳进行了静力分析和稳定研究,阐明了这种多块组合型扭网壳良好的经济技术指标。第6章基于梯度法理论,提出了一种新型的网壳结构优化算法,解决了传统网格结构形状优化算法的局限性,可通用于各种类型的网格结构中。这种算法以节点坐标为设计参数,通过不断改变节点位置来不断提高结构的整体刚度。将这种算法应用于四块组合型扭网壳结构中得到一种新型的自由曲面形式的装配式网壳结构。第7章在前文理论分析的基础上,对六杆四面体组成的单块扭网壳进行了试验验证。遵循“标准化设计、工业化生产、装配化施工”的思路,对扭网壳的设计、单元模块化制作、单元存放运输以及现场的装配化施工进行了全方位实践,验证了这种新型扭网壳结构的可行性。并通过全跨、半跨静力加载试验进一步揭示了这种新型结构的受力性能,并对理论分析结果进行了验证。第8章对本文主要内容进行了总结,并对进一步的研究方向进行了展望。