网壳结构是一种曲面型的空间网格结构，兼有杆系结构和薄壳结构的固有特性，受力合理，覆盖跨度大，而且能提供各种优美的造型，是一种国内外颇受关注，有广泛发展前景的空间结构型式。 球面网壳，是目前我国应用最多的一种网壳形式。单层球面网壳的每根杆件的有限元力学计算模型为空间梁单元，其承载力不仅取决于杆件的强度，而且还取决于网壳结构的整体稳定和局部稳定。在单层球面网壳结构的设计过程中必须考虑其强度、刚度、稳定以及几何尺寸等约束条件。同时，单层球面网壳的每根杆件还要符合现有的规格和型号，即单层球面网壳结构的优化设计属于离散变量结构优化设计问题。传统的设计方法加重了设计工作量，同时受时间和费用的限制难以进行多方案比较，往往导致最终的设计方案并非是最优设计方案。目前国内有些结构设计软件有结构优化设计模块，但大多都采用满应力优化技术，只能有效应用于约束条件较少的简单的结构，对网壳这种结构的效果并不好。 本文以凯威特网壳结构为例，采用FORTRAN语言编写改进后的形状优化两级算法设计程序，并与大型有限元分析软件ALGOR连接，利用ALGOR的结构建模分析功能，对凯威特型球面网壳进行形状优化设计，并对优化结果进行了分析比较，优化结果表明采用改进的两级优化算法能够有效地减少迭代次数，提高收敛效率，并能得到更好的最优解。 另外，本文针对不同参数的凯威特型网壳结构进行动力分析，研究不同跨度、荷载和矢跨比下的凯威特型网壳的自振特性和地震响应进行研究总结其自振特性规律和地震响应规律。重点对凯威特型网壳一维、二维和三维输入下地震响应进行分析，研究其位移和内力分布规律。建议工程设计时要进行多维地震响应分析，尤其是对网壳边缘部分的杆件，在设计时要考虑增大安全系数。