随着计算机技术的发展和制造技术的进步,建筑设计中数字化软件工具的不断更新迭代,建筑造型逐渐摆脱传统欧式几何的形态束缚,自由曲面形态逐渐地被运用在建筑造型中。自由曲面造型受到建筑领域中建造技术、建筑材料和施工方式等滞后性的影响,其在实际建造过程中暴露出现场施工难度大、建筑完成度不高、建成效果不理想、建造周期长和成本高昂等问题。本文介绍了建筑中自由曲面的发展过程、设计方法以及建筑中自由曲面划分的相关理论,结合数字建造技术的发展总结了当代建筑实践项目中自由曲面形态的建造现状。通过国内外自由曲面设计与自由曲面建造领域的对比研究,分析出目前国内建筑领域自由曲面建造的不足之处。论文把建筑设计中的自由曲面作为研究对象,对自由曲面建造过程中对应的划分方式和优化方法进行研究。通过对相关领域基础知识的学习和单元划分方式的研究,提出了基于拓扑优化的自由曲面划分单元规格统一化策略和基于可展开曲面与非可展开曲面的单元类别化策略。以平面几何单元为核心的划分方式将复杂自由曲面划分成简单的三角形或者平面四边形单元,极大的降低了构件单元的加工难度,并且进一步进行拓扑优化,使得划分单元规格趋近统一。对于曲率变化较大的曲面,在划分时则采用划分单元类别化的策略,以此减少单元的种类,用少数种类的模板对曲面单元进行加工,从而节约建造的成本。希望通过自由曲面单元划分优化策略的提出,给建筑自由曲面在实际建造过程中一定的指导,并且对涉及到自由曲面建造的相关理论研究起到推动作用。