互承结构因节点简单、建造技术要求低、可快速安装拆卸、造型美观等优点而受到学术界和工程界的关注。然而,互承结构中大量几何约束的存在,使其形态难以预想,特别是在给定的大型曲面上。因而,解决杆件位置协调的几何构型问题成为互承结构设计的首要问题。在此背景下,本文以规则柱面互承网格为研究对象,探究了不同初始构型、不同直接转换方法下,在柱面上生成互承构型的可行性,同时获得了互承构型的几何参数解析式,分析了参数间相关性,并结合工程构造的要求,探索得到5种工程适用的方案。第1章介绍了互承结构形式发展的历程,重点对二维拓展的互承框架形态生成策略做了综述,并就给定曲面上互承结构的形态生成方法做了分类和评析,指出本文的研究思路和核心内容。第2章介绍了单层柱面网格直接构型方法的互承构型、初始网格型式和转换方法三个方面。提出了互承单元块的特征参数,并说明了常用7种单层柱面网壳网格形式,以及基于11种阿基米德平面铺砌的21种阿基米德柱面网格型式的具体做法,最后对3种直接构型方法的操作方法和转换参数进行了解释。第3章采用预判定和三层次判定法,对常用柱面网壳的网格型式、阿基米德柱面网格,以及四边形、三向Ⅱ型2和阿基米德第3种的柱面网格拓展形式的旋转法、扩展平移法、收缩法生成的互承构型进行了系统、全面的判定。最终得到6种可行的转换方案。第4章给出了可行方案的偏心距解析解、MATLAB互承构型图和实体模型。发现长方形网格的扩展平移法具有简单的解析关系,且对光滑曲线挤出的曲面适用。此外通过构型图和实体模型的对照,以及互承参数的对比分析,证明三向网格Ⅱ型2的旋转法和收缩法得到的互承构型不对等,蜂窝型2的旋转法、收缩法,以及蜂窝型1的收缩法生成的互承构型也各不相同。第5章提出工程适用的系列构造指标,包括杆件尺寸、长径比、截面尺寸差异度,柱面矢跨比以及互承构型清晰度,并通过对杆件间截面尺寸的两两比值,以及杆件变换前后的长度变化率的分析,建立了能保证互承构型工程适用的基准初始网格模型。在此基础上,以控制长径比为主要目标,兼顾其他工程适用性构造指标,列举了不同矢跨比下,三向网格Ⅱ型2旋转法和收缩法、蜂窝型2旋转法和蜂窝型1收缩法各自满足工程适用性要求的互承构型形态及其参数。第6章总结全文研究的主要内容和重要结论,指出研究的不足之处,以及互承结构在解析曲面上的未来发展方向,为互承结构的进一步工程应用研究奠定构型的基础。