建筑结构仿生可归纳为两种类型：一类是“技术推进型”，即从研究生物出发，系统研究一种或多种生物的结构特征，然后将有价值的生物结构形式应用到建筑结构上去；另一类为“需求推进型”，在建筑结构(构件)设计中碰到难题后，转向生物界寻找灵感和启发，在对生物各类结构形式的甄别、分析和组合后加以模仿，从而设计出最优的建筑结构方案。本文基于第一类基本思路，重点研究蜻蜓翅膀的结构特征，然后在此基础上进行空间悬挑结构的仿生设计。首先，通过实验观测及相关文献所提供的模型数据，利用通用有限元软件ANSYS建立了蜻蜓后翅的数值模型。为了达到翅膜与翅脉的变形的协调，采用三节点梁单元beam189来模拟翅脉和八节点等参曲壳单元shell93来模拟翅膜。由于蜻蜓翅膀结构的复杂性，本文分别建立了平面结构模型和“起皱起拱”的三维结构模型。蜻蜓后翅的平面结构模型分析得到：蜻蜓翅膀主脉承担主要轴力和弯矩，从脉几乎不承担或承担很小的轴力和弯矩，但是从脉在结构的整体刚度和稳定性方面起着重要作用。“起拱起皱”的三维结构模型分析得到：翅膀前缘的“起皱”和翅弦方向的“起拱”显著提高了结构的抗弯刚度；管径较粗的主脉承担较大的轴力，而弯矩值很小。对比三维模型与平面模型的轴力图发现，三维模型的结构传力更清晰流畅简捷合理，其轴力较少发生突变。这证明了蜻蜓翅膀结构的天然合理性。本文还分析了翅膜中的预应力对于翅膀结构刚度的影响，分析得出翅膜中的预应力能显著提高结构的平面外刚度。通过对翅膀“起皱”结构扭转刚度的理论推导得到：对于类似蜻蜓翅膀的薄壁“起皱”结构，翘曲刚度在整个结构的扭转刚度中起主导作用。蜻蜓翅膀前缘的“起皱”结构不仅显著提高了结构的抗弯刚度，也大大提高了翅膀的翘曲刚度。基于根据蜻蜓翅膀的网格特征，本文构建了七种不同网格的空间悬挑结构。每种网格结构都分无壳起拱、有壳起拱、无壳起皱、有壳起皱四类情况。对于起皱网格结构，无论有无壳，交错四边形网格结构的刚度均要小于非交错四边形网格结构的刚度；而对于有壳起拱的网格结构，交错四边网格结构的刚度要大。对于无壳起拱结构，情况较复杂，需得根据起拱的高度来判断两者的优劣。分析还得出，在相同材料下，悬挑结构的横向网格密度越大，结构的刚度也就越大。基于蜻蜓翅膀结构的分析结果，本文设计了四类结构新型、形态活泼的仿生空间悬挑结构。通过线性、几何非线性的计算，发现四类仿生结构均获得了良好的力学性能。文中还模仿蜻蜓翅痣的作用，在仿生悬挑结构的自由端施加重物块，结论是用弹簧悬挂重物块于结构上能起到很好地“减振”作用。