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数字化建筑背景下计算机技术正重塑建筑行业及与之相关的结构工程领域。参数化设计是计算机辅助设计发展到一定阶段的产物,它的出现不仅改变了建筑师的设计方式,也在改变结构工程师与建筑师协同工作的方式。作为与建筑形体紧密相关的结构形式,大跨空间网壳结构是研究结构设计与建筑设计在参数化设计平台上协同设计的理想对象。为了研究大跨空间网壳结构设计实践中结构设计与建筑设计的相互作用,本文以超椭球大跨空间网壳结构为研究对象采用分层设计的设计方法,做了以下工作:(1)利用C#计算机语言编程实现了跨平台的结构参数化设计。在总结现有分析现有建筑参数化设计与结构设计相结合的工作的基础上,确立了采用跨平台法,紧接着基于Grasshopper用户开发功能通过SAP2000API连接了主流参数化平台Grasshopper和商业有限元分析软件SAP2000。(2)研究了超椭球大跨空间网壳的形体优化设计。在Grasshopper上建立超椭球网壳形体的建模逻辑,并将其封装成插件电池,接着结合建筑找形的优化策略法构建了超椭球大跨空间网壳结构的形状优化模型,并探讨了基于结构性能调整建筑形体控制参数的方法,然后考虑超椭球大跨空间网壳的结构特点,改进了NSGA-II算法用于约束处理。算例显示,改进的算法能够在多工况结构分析中成功捕捉到最优解。(3)研究了超椭球大跨空间网壳结构的拓扑优化设计。针对大型结构采用结构拓扑优化方法进行拓扑优化设计计算成本高的问题,提出了利用参数化拓扑优化实现大跨空间网壳结构的拓扑优化设计,并构建了超椭球大跨空间网壳结构的拓扑优化模型。结合了多种群遗传算法和多目标遗传算法用于大跨空间网壳结构的网格拓扑遴选以增加参数化拓扑优化的搜索空间。之后的适应度值空间分析显示,算法能够给出最优Pareto解。(4)研究了超椭球大跨空间网壳结构的截面优化设计。为减少截面优化设计的计算成本和增加优化结果的工程实用性,构建了基于中国规范的截面库用于之后的构件分组,探讨了超椭球大跨空间网壳结构的截面优化模型并模仿结构设计过程改进了遗传算子。之后的实践证明了所用算法的可行性。(5)对比了优化结果与工程实例的设计方案。分析了两者在建筑形体、网格拓扑和构件截面方面的差异及差异来源,分析结果显示,优化结果优于参考方案。以上研究显示,结构参数化设计能够与建筑参数化设计较好地衔接,并提供一个更优的设计方案。