空间网格结构由于其经济、安全、跨越能力大、造型优美等特点受到了广泛关注.该文主要对网架网壳结构的设计理论及软件开发问题进行了一系列研究.在设计理论方面,首先,通过对网格结构建模形式的研究,根据划分体系和建模原理的不同,提出了各类基本网格结构类型的建模方法.其次,对计算模型的节点编号优化问题进行了探讨,将图论原理应用于有限元节点编码,提出了一种利用顶点的度及邻接矩阵对节点编码进行优化的方法.在有限元分析计算的基础上,提出了一种空间杆系结构优化设计的方法.在节点设计中,首先根据构造要求、几何约束和强度条件,提出了一种螺栓球节点设计方法,在有限元分析基础上,将节点各构件一次性确定,避免了试选和反复验算.其次,对螺栓球设计公式进行了修改,利用修改后的公式进行设计,可大大减轻设计、绘图、加工的工作量.之后,从螺栓球的实际加工出发,提出了一种螺栓球加工详图的自动绘制方法.最后,针对杆件类材料的下料问题,在分析遗传算法的基础上,提出了一种下料优化算法.该法采用直接编码方式,结合优先适合搜索方法,经过交叉、变异、评估过程以求得最优解.在理论研究的基础上开发了界面友好的软件,该软件分为三个系统模块：前处理建模系统、结构计算与优化设计系统、节点与施工图设计系统.