近年来，国内外学者对于网壳结构在地面运动作用下动力失稳和动力强度失效等机理性问题进行了一系列研究，但取得的成果十分有限。此外，针对网壳结构的传统分析方法存在着大量假设，而且无法准确得到动力荷载作用下结构本身变异所导致结构响应的差别。研究的不足和研究方法的缺陷阻碍了这种优良的结构形式在实际工程中的应用。本文发展了一个以基础单层柱面网壳动力响应模式和动力破坏模式为参照，预测其它同类网壳动力响应模式和动力破坏模式的细胞自动机方法（CA）方法。提出了结构受力状态模式的概念，并引入了单层柱面网壳相似节点区域的概念。首先，使用有限元软件ANSYS建立了若干不同单层柱面网壳的有限元模型，编制了有限元时程分析程序，对网壳的有限元模型进行了水平简谐地面运动和TAFT地震波作用下的动力全过程响应分析。给出了简谐地面运动作用下网壳的动力失稳破坏模式和TAFT地震波作用下网壳的动力强度破坏模式，为建立单层柱面网壳的CA数值模式提供基础数据。其次，基于单层柱面网壳动力全过程响应分析结果，给出网壳CA数值模式的数字数值算法，以网壳节点有限元位移值的归一化结果作为节点状态值。该算法不仅能够更好地反映结构构造因素的影响，还能反映地面运动形式和屋面荷载的影响。进而给出了基于节点状态最小误差的相似节点区域匹配准则，参照基础单层柱面网壳动力响应的位移模式预测其它同类网壳动力响应的位移模式。并将预测结果与有限元计算结果进行比较，定性评价CA方法预测单层柱面网壳响应模式的有效性。此外，为了研究网壳结构破坏模式，本文以能量为切入点，将网壳节点域应变能密度投射至对数空间，以节点域对数应变能密度归一化结果作为节点状态值，形成网壳新的CA数值模式。并参照基础网壳强度破坏的节点域对数应变能密度模式预测其它同类网壳强度破坏的节点域对数应变能密度模式。本文利用CA方法先后实现了对同类型目标网壳弹性阶段动力响应的位移模式和强度破坏的节点域对数应变能密度模式的预测。充分证明了CA方法预测单层柱面网壳动力响应（或破坏）模式的可行性。