互承式空间网格结构是一种由构件相互搭接构成的空间结构形式。互承结构的造型富于韵律,能够给人带来视觉享受,因而特别受建筑师的青睐;此外,相互搭接的构造形式还可避免多根杆件在同一点汇交,从降低了空间杆系结构的连接复杂性。尽管互承结构具有上述优越性,但其设计也面临如下两方面难题:一是由于互承结构构件间彼此搭接,相互制约,杆件的定位有很大难度,因此其几何构形方法成为近年来国内外学者关注的问题之一;此外,由于互承结构的构件以受弯为主,传力效率偏低,因此如何改善结构的受力性能也是需要解决的问题,而且该问题直接影响到互承结构的推广应用。针对上述问题,本文从互承结构的几何构形方法、基于Grasshopper软件的功能模块开发以及互承结构的受力性能分析等三方面开展了研究。具体内容包括:(1)结合互承结构的实际搭建过程,提出了网格旋转和标准单元平移两种初始网格生成方法;提出了构件间搭接关系判断方法;在上述两种方法的基础上进一步提出了循环搭接找形法,实现了互承结构的“自适应”找形。算例分析表明,与以往学者提出的互承结构找形法相比,本文方法原理简单、实现高效。(2)在Grasshopper平台下,利用C#语言,将本文提出的互承结构循环搭接找形法进行功能整合与拓展,开发了投影模块、网格生成模块、轴线拾取和半径赋予模块、循环搭接找形法模块、数据合并模块、边界分割模块、边界位置调节模块、Ansys接口模块等模块。通过上述模块间的不同组合可完成不同的设计目标,实现复杂互承结构的找形分析。(3)基于Ansys软件,探讨了互承结构的有限元建模方法,分析了典型互承结构的受力特点;在此基础上,进行了考虑矢跨比、构件截面形式、结构网格形式等参数变化的静力分析,提出了互承结构的受力性能改善建议。研究结果表明,采用较大的矢跨比、选择较为开展的构件截面以及采用较为密集的网格划分,均可以改善互承结构的受力性能。