随着市场需求的多样化、个性化发展,空间结构工程实践中复杂体型建筑设计越来越多,对空间结构提出了自由型曲面找形设计要求.行业内现有应用计算机软件多采用传统的解析函数曲面,用于自由曲面建模设计有一定难度.而在工业、机械设计等领域CAGD(计算机辅助几何设计)的Bézier,B样条,NURBS在自由型曲线曲面设计中获得了广泛的研究和应用,其先进思想可供我们借鉴.该文将CAGD的理论引入空间结构曲面设计中,对自由型曲面造型做了一些基础研究工作.首先,该文介绍了CAGD中自由曲面造型技术的历史、分类、特点,特别对该技术研究与空间结构曲面造型相结合的意义进行了扼要的描述,回顾了空间结构中应用软件的发展历程及在曲面造型方面,国内软件技术与世界先进水平的差距.然后,从自由曲面造型技术各种方法的特点、实际应用、相互之间的比较等各个层面对曲面造型方法作了综合评述,并集中介绍了几种常用的基本的曲线曲面造型方法,如Bézier方法,B样条方法和非均匀有理B样条(NURBS)方法等,讨论了它们由控制点正算出曲面和由型值点(数据点)反算控制点构造插值曲面的过程,并将这些方法的在空间结构曲面设计方面可行性和有效性通过实例计算加以检验.B样条插值曲面以其方便高效在实践中最多被采用.该方法可从纯几何的角度解决工程中出现的由少量数据点构造自由曲面的困难情况.该文推导了严格通过型值点的双三次B样条插值曲面方程,并结合空间结构的特点,在曲面输出时做网格处理,对几种空间结构常见结构形体做了算例,得到了令人满意的造型结果,同时也验证了该方法适用于空间结构工程实践提出的进一步曲面找形设计要求.为了能够统一的表示自由型曲面和传统的二次圆锥曲面,该文阐述了NURBS方法的特点和优越性,并对其特色之一的权因子的作用以实例来反映.可以看到,NURBS方法在空间结构建模设计方面的应用具有很大潜力.对于空间结构来讲,任何曲面造型方法最终都要表示为网格的形式,因此,该文借鉴曲面造型技术中的映射法提出一种基于空间结构网格长度准则的初步网格划分思想,在力求网格疏密反映曲而弯曲的情况下使杆件长度类型尽量少,期望能够对空间结构造型中引入CAGD方法有所帮助.