为满足北京大兴国际机场航站楼少柱、大空间的建筑需求，提出一种以可独立承载的大型子结构单元为基础、支承体系与屋盖结构一体化的巨型网格结构。并就结构设计中的关键问题，进行了竖向承载能力、水平抗侧能力、防连续倒塌、抗震性能研究及竖向地震作用分析，结果表明：以若干独立承载的大型子结构单元为基础构建的体系可大幅提升结构的承载能力和抗倒塌能力；两个支撑筒或支撑框架与C形柱组成三角形支承结构，承载力可提升300%以上；子结构之间的屋盖结构对巨型网格结构的传力机制影响较大，应考虑子结构独立模型和整体模型进行承载力包络设计；当支承构件承担的地震剪力小于其承担的重力荷载比例时，应对支承构件承担的地震剪力进行调整，以提高支承构件的抗侧能力；针对构件和支承系统层面的抗连续倒塌分析可有效评估不同构件和C形柱的重要性等级；采用静力法计算大跨屋盖的竖向地震响应偏小，应采用振型分解反应谱法或动力时程分析法进行复核；采用基础与层间结合的超大平面隔震技术可有效提高巨型网格结构的抗震能力。