随着建筑科学技术的发展,建筑师们遵循人与自然和谐发展的理念,试图寻找建筑与自然间完美的共存方式,许多有创见的建筑师进行了有关建筑仿生的实践,各种优美的建筑造型涌现的同时,也为结构工程师带来了新的挑战。建筑并不是一幅写意的图画,工程在实施过程中各个结构部件都需要精确定位。比如对于一个生长于自然界的生物形态,形状,如何通过准确的数学几何方程进行描述就是一个难题,即仿生形态的数学建模本身就是十分复杂的问题。准确的数学模型是进行结构受力分析、设计以及工程构件精确加工、装配的基础。　　 在对已有仿生建筑的成功范例进行了回顾总结的基础上,本文根据厦门五缘湾音乐厅“鹦鹉螺”壳的数学建模及结构设计,探究复杂空间仿生形态建筑建模的方法,并研究相关结构设计软件的前处理及连接方法,运用工程设计软件完成相关设计。　　 对厦门五缘湾音乐厅海螺形建筑形状进行数学模拟。运用MATLAB软件工具,通过对数学方程拓普及反复试验,推演出能准确描述海螺形状的空间曲面方程。在确定海螺的基本外形方程后,通过参数化三维空间模型的虚拟现实展示,取得建筑师及普通鉴赏者的修改意见,并最终完成了各方满意的建筑外形定形设计。　　 结构外形为一个鹦鹉螺壳,螺口宽60米,高30米,檐口出挑15米,主体结构选型为旋转平面排架结构。排架平面外,设环(纵)向支撑,使整个结构形成稳定的空间体系。螺口处悬挑部分借鉴了中国古建筑的双柱“搭牵”挑檐的做法,用人跨度伸臂空间桁架形成螺口处凹凸悬挑空间曲面。通过MATLAB、三维CAD以及钢结构设计软件3D3S的连接使用,完成了整体结构地震作用下变形验算。　　 论文研讨了复杂仿生形态建筑三维空间建模的数学方法,及数字化电算模拟技术,使用Matlab工具编程实现了空间螺壳的几何设计,按照我国相关各工程规范,借助本土结构专业设计软件STS、3D3S完成了鹦鹉螺壳复杂异形空间结构的工程设计全过程计算分析。所研究的问题本身较复杂,难度高,通过大量试算,摸索出了一套基于结构概念清晰的实用设计方法,可以很好的解决类似复杂造型的结构设计难题。