随着科技水平的不断提升以及物质文化等方面的需要,人们对于功能多样的大跨建筑的需求日益强烈。工程师们也一直在不断努力地探索新型结构体系,争取在提高建筑的跨越能力方面取得更大的突破。凯威特型巨型网格结构已被证明在800m跨度下拥有良好的力学性能和经济性能,因此其他形式的球面巨型网格结构性能是否同样优异以及巨型网格结构是否适用于更大的跨度值得进一步研究。本文以球面巨型网格结构的成型思路为基础,结合各单层球面网壳的几何拓扑关系,建立肋环型巨型网格结构等5种超大跨巨型网格结构模型。对比800m、1000m及1200m三个跨度下各种巨型网格结构的力学及经济性能,选出各跨度下综合性能较为优异的结构方案。对1000m跨度下合理的巨型网格结构的关键参数进行系统地分析,初步探究巨型网格结构添加内部支座的合理性。主要内容如下:首先,分析肋环型、施威德勒型、联方型、三向网格型和短程线型球面网壳等5种网壳结构的几何拓扑关系,结合球面巨型网格结构的成型思路,编写肋环型巨型网格结构等5种超大跨巨型网格结构的自动生成程序。选择合理的有限元计算参数,建立相应的超大跨巨型网格结构模型。基于满应力设计原则,结合巨型网格结构的受力特点,提出基于构件所在桁架的位置及种类进行分类选杆的构件截面优化方法,编写构件截面优化程序。在上述工作的基础上,计算以上五种巨型网格结构与凯威特型巨型网格结构在800m、1000m、1200m等跨度下的静力及经济指标,总结巨型网格结构的受力规律。综合考虑结构的静力性能及经济指标,得出各跨度下合理的结构方案。研究1000m跨度下,矢跨比等4个关键参数的变化对短程线型巨型网格结构和三向网格型巨型网格结构受力性能的影响,总结两种结构的力学及经济性能随各参数的变化规律,得到各参数合理的取值范围。最后,为进一步推动巨型网格结构的工程应用,对巨型网格结构添加内部支座开展相应的研究。选取能够反映添加内部支座后巨型网格结构静力性能变化的指标,对比分析多种支座方案得到一种合理的内部支座方案,提出一种确定合理内部支座位置的方法。对添加内部支座后结构静力性能变化的机理进行解释,计算添加支座后巨型网格结构的力学及经济性能指标。