空间结构形态创构是实现“建筑与结构协调统一”的有效途径，不同的解决思路分别对应着不同的解决方案和结果，方法与方法之间既有共性，也有区别。课题组从三种不同的理论基础出发，研究了相应的创构方法，1）基于感度分析法，2）基于拟机构法，3）基于“形图”与“力图”的对偶关系，围绕连续壳、网壳、包括树状结构在内的杆支撑以及这三者结合的复杂空间结构，每种方法都进行了不同程度的拓展延伸。主要内容如下：基于感度分析法，建立了以应变能最小化为目标，以结构几何关键点广义坐标为设计变量的结构优化方法。并进一步的，考虑几何非线性对创构过程的影响，将结构几何非线性引入到自由曲面壳的形态创构中，考虑施工便携性，将直纹面的几何特性引入到壳的形态创构中。研究表明，本方法可用于不同类型建筑要求的空间结构形态优化。拟机构法的提出，来源于人们对自然规律的认识，对机构施加外力时，机构自行改变原来状态在某一新状态下停留，而其停留是无弯矩平衡的自然停留。该方法可以最大限度地抑制弯矩，创构出以轴力或薄膜力为主要方式传递荷载的高效结构，对于杆系结构、网状结构、曲面结构以及它们的组合，均能很好的适用。这对建筑与结构方案的确定有着重要理论意义和工程应用价值。基于“形图”与“力图”的对偶关系，通过引入图解静力学改进动力松弛法对壳找形，该方法总结图解静力学方法与动力松弛法的特点，在找形过程中能够直观深入的认识和了解结构中复杂的形-力关系，为建筑设计者和研究人员从新角度理解壳结构的力学性能提供帮助。该项目从结构形态的本质出发，探索了能够使结构向整体性能最优方向“自行演变”的环境、条件、动力以及途径，建立了较为完整的空间结构形态创构方法的理论体系，均采用FORTRAN编制成各种形式的空间结构几何创建及优化程序，并且通过算例验证了方法的可靠性，获得对混合型空间结构力学性能的初步认识，探索的考虑施工便捷性的结构形态创构方法，为该类理论指导设计的建筑提供落地实践的可能，进一步推动建筑与结构设计由经验型向科学型的理论设计方法转变。项目执行期内，累计发表SCI期刊论文2篇，EI期刊论文1篇，核心期刊论文2篇，组织成员参加国际会议4人次，发表国际会议论文2篇，参加国内会议9人次，发表国内会议论文9篇，培养博士1名，硕士7名，另有1篇已经投稿在审的EI期刊论文1篇，待撰写的与项目有关的期刊论文3篇，培养在读博士2名，在读硕士5名。 2100433B