互承结构是一种构件之间互相搭接形成的空间结构体系。由于其独特的构件搭接关系,互承结构在形态上富有美感,并因其节点构造简单、建造技术要求低、施工方便等优点,近年来受到工程界的广泛关注,并成为学术界一个新的研究兴趣点。然而,由于互承结构构件彼此搭接,相互制约,其空间形态难以确定,尤其是在给定的大型曲面上。因此,解决互承结构构件的形态生成问题是推广互承结构工程应用的当务之急。在此背景下,本文以单层球面互承网格为研究对象,通过3种直接构型方法对6种常用单层球面网格进行直接转换,探究其生成互承构型的可行性,同时获得可行方案的几何参数解析式,继而制作CAD三维模型和实体模型,并通过分析参数间的相关性,给出可行方案中工程适用性较好的互承构型参数范围。本文的具体工作如下:第1章介绍了互承结构的概念、在历史上的应用及最新的研究进展。重点介绍了目前互承结构的几何构型研究,讨论并梳理了互承结构在给定曲面上的几何构型方法,继而阐述本文研究的整体思路和主要内容。第2章就互承单元块、球面初始网格和直接构型方法三个方面进行了介绍。首先对互承构型中的基本单元—互承单元块的几何特征参数进行了详细说明,然后介绍了 6种常用单层球面网壳并对其网格进行几何描述,最后详细解释了 3种直接构型方法并对其具体操作进行了说明。第3章采用预判定和球面互承判定法,对6种常用单层球面网壳的网格型式通过3种直接构型方法生成的互承网格进行了全面的判定。最终只有肋环型球面网格扩展平移法生成的互承网格满足互承构型的要求。第4章对第3章得到的可行方案进行分析,给出了互承构型图,并通过参数分析求得可行方案中偏心距e、杆件长度l的解析式;继而制作CAD三维模型和实体模型,对比分析并验证了所编写的MATLAB程序的准确性。第5章对可行方案进行工程适用性分析,首先提出了系列构造要求及指标,通过三维图分析初始参数对杆件截面尺寸差异度、杆件长度变化率、杆件长细比的影响,然后给出可行方案中工程适用性较好的互承构型参数范围,最后通过选定范围中的一组数据进行三维建模并分析,验证了结论的准确性。第6章对本文主要研究内容进行总结,进一步指出研究工作的局限性和不足之处,最后就互承结构的后续研究给出了自己的建议。