伴随我国经济社会不断发展，我国的城市化建设快速推进，我国的建筑工程技术取得了巨大成果。大跨度空间结构是大型建筑工程中常用的结构形式，反映了一个国家的建筑科技水平，是建筑领域备受关注和具有极高研究探讨价值的结构形式。大跨度主要有网架结构、悬索结构、壳体结构等多种形式。本书分析既有新型现代大跨度建筑结构的构成特点；对现代大跨度结构构成的跨学科思维进行深入研究，为建筑设计寻求既满足力学原理又契合美学需求的多维解决方案。

1 绪论
1.1 研究背景
1.2 对大跨度建筑的结构构型的力学认识
1.3 空间结构形态学研究内容
1.4 大跨空间结构形态学的发展
1.5 大跨空间结构形态学的研究现状
1.6 本书主要内容
2 基于有限元法的自由曲面结构形态的创建
2.1 导言
2.2 几何非线性理论概述
2.2.1 变形的位移描述和应变描述
2.2.2 几何方程
2.2.3 物理方程
2.2.4 平衡方程
2.3 有限元法
2.4 自由曲面的创建
3 自由曲线曲面的数学描述
3.1 导言
3.2 CAGD中的基本概念
3.2.1 多项式基
3.2.2 插值与逼近
3.2.3 曲线与曲面的参数化表示
3.2.4 数据点的参数化
3.3 B样条曲线曲面
3.3.1 B样条曲线方程
3.3.2 B样条曲线的类型划分
3.3.3 B样条曲线的插值算法
3.3.4 B样条曲面方程
3.3.5 B样条曲面的插值算法
3.4 非均匀有理B样条（NURBS）曲线曲面
3.4.1 NURBS曲线的定义
3.4.2 NURBS曲面的定义
3.4.3 NURBS曲线曲面的构造及形状修改
3.5 自由曲面的生成
4 基于形状优化的自由曲面空间结构形态的创建
4.1 导言
4.2 结构优化概述
4.2.1 结构优化发展历程及基本流程
4.2.2 结构优化的类型与优化算法
4.3 NSGA-Ⅱ算法
4.3.1 标准遗传算法（SGA）
4.3.2 非支配排序遗传算法（NSGA）
4.3.3 带精英策略的非支配排序遗传算法（NSGA-Ⅱ）
4.4 NLPQL算法
4.4.1 NLPQL算法的基本思想
4.4.2 迭代步骤和计算框图
4.5 基于形状优化的自由曲面结构形态生成
4.5.1 响应曲面法
4.5.2 算例
5 大跨空间结构形态的几何生成
5.1 导言
5.2 二次曲面
5.2.1 球面与椭球面
5.2.2 锥面
5.2.3 单叶双曲面
5.2.4 双叶双曲面
5.2.5 椭球抛物面
5.2.6 马鞍面
5.2.7 圆环
5.3 直角坐标曲面
5.3.1 三角函数曲面1
5.3.2 三角函数曲面2
5.3.3 正态曲面1
5.3.4 Peaks曲面
5.3.5 三角函数曲面3
5.3.6 三角函数曲面4
5.3.7 猴鞍面
5.3.8 两抛物面的交面
5.3.9 曲面1
5.3.10 三角函数曲面5
5.4 球坐标曲面
5.4.1 球面方程曲面1
5.4.2 球面方程曲面2
5.4.3 球面方程曲面3
5.4.4 球面方程曲面4
5.4.5 球面方程曲面5
5.5 柱坐标曲面
5.5.1 贝壳曲面1
5.5.2 贝壳曲面2
5.5.3 圆盘1
5.5.4 圆盘2
5.5.5 双曲正切曲面
5.5.6 正态曲面2
5.5.7 柱面方程曲面1
5.5.8 倒数柱面方程曲面
5.5.9 柱面方程曲面2
5.5.10 柱面方程曲面3
5.5.11 柱面方程曲面4
5.5.12 柱面方程曲面5
5.6 参数方程曲面
5.6.1 参数方程曲面1
5.6.2 Mobius带
5.6.3 参数方程曲面2
5.6.4 参数方程曲面3
5.6.5 参数方程曲面4
5.6.6 参数方程曲面5
5.7 螺旋曲面
5.7.1 螺旋曲面1
5.7.2 螺旋曲面2
5.7.3 螺旋曲面3
5.8 旋转曲面
5.8.1 旋转曲面1
5.8.2 旋转曲面2
5.8.3 旋转曲面3
5.8.4 旋转曲面4
5.9 复函数作图
5.9.1 二次函数—马鞍面
5.9.2 三次函数
5.9.3 四次函数
5.9.4 倒数函数
5.9.5 Riemann曲面（n=2）
5.9.6 Riemann曲面（n=3）
5.9.7 复数函数曲面1
5.9.8 复数函数曲面2
5.9.9 复数函数曲面3
5.9.10 复数函数曲面4—反正切曲面
5.9.11 复数函数曲面5—反正弦曲面
5.9.12 复数函数曲面6
5.9.13 复数函数曲面7
6 大跨空间结构形态构建的数学算法
6.1 导言
6.2 逆向建模
6.2.1 显示点云
6.2.2 构造边界曲线
6.2.3 曲面重构
6.2.4 网格划分
6.3 由方程生成曲面
6.3.1 隐式曲面
6.3.2 偏微分方程（PDE）曲面
6.3.3 参数曲面
6.4 样条曲面
6.4.1 基本定义
6.4.2 内部单节点B样条曲面间的G1连续条件
6.4.3 内部单节点B样条曲面间的G2连续条件
6.4.4 内部重节点B样条曲面间的G1，G2连续条件
6.4.5 NURBS曲面间的G1连续条件
6.5 四边形网格的细分曲面造型
6.5.1 基于细分的约束造型技术
6.5.2 联合细分模式和曲线网构造
7 大跨度建筑工程实例
7.1 导言
7.2 工程实例
7.2.1 杂多县体育综合馆钢结构大跨度屋盖
7.2.2 石家庄省会体育中心体育场钢结构屋盖
7.2.3 唐山大剧院钢结构大跨度屋盖
7.2.4 海峡文化艺术中心钢结构屋盖
参考文献