近年来得益于设计理论和计算工具的长足发展,伴随着城市化进程的加快,国内建设了一大批宏伟且富有特色的大跨度空间建筑。杆系结构凭借着自重轻、刚度大且造型新颖,在空间结构的建设中得到了广泛的应用。因此,杆系结构概念设计的重要性日益凸显。结合计算机对工程结构开展分析已经非常普遍,但如何利用计算机模拟人脑进行结构的概念设计,从而实现结构的自动生成,为设计人员提供更多的备选方案仍困难重重。基于此问题,目前国外已实现了平面类桁架的自动生成,但此类方法在国内还鲜有研究。本文通过研究国内外针对杆系结构形态创构的方法,着眼于将形状语法的思想应用至杆系结构的设计生成上。通过对空间结构的分类及其构型元素的研究,选取了平面树状结构和空间网格结构这两类基本单元重复性高的结构形式作为研究对象,分别对应构建了用于拓扑变换的形状语法规则。对于平面杆系结构,本文利用所建立的语法规则生成了树状结构的拓扑形态,以结构应变能的缩减值与自重比作为结构性能的评价准则,引入应力比构建形状语法规则的应用策略。研究结果表明,相比于完全随机确定结构部位并应用语法规则的结构优化策略,以结构性能评价规则应用后的效果,并引入应力比诱导语法规则的应用过程,提高了结构优化的效率。验证了所提出的形状语法规则可用于树状结构的拓扑生成。对于空间杆系结构,本文以空间桁架梁为例,给出了应用语法规则的拓扑流程,并利用ANSYS对关键步骤的模型开展分析。结果表明,构建的形状语法规则能够生成具有一定优化特性的网格结构。后续利用C++程序设计语言基于半面数据结构完成了对空间形状语法规则的数字化,通过在Microsoft Visual Studio 2012环境中建立界面,利用OpenGL图形程序接口完成对设计结果图形的显示,实现了网格结构形状的自动生成。