网壳结构造型美观,受力合理,应用范围广。但由于网壳结构节点和杆件数量较多,且网壳跨度、矢高、网格尺寸和类型等参数的变化会引起结构内力重新分配,因此在进行网壳结构受力分析和结构优化设计时,重新建模的工作量非常庞大,而且造价比较高,因而对其进行形状优化设计很有必要。其中参数化建模程序的编制是网壳结构内力分析和优化设计的前提和基础。本文通过研究四种典型施威德勒型球面网壳节点生成和杆件单元生成的规律,应用大型有限元软件ANSYS自带的APDL语言编制了相应的宏程序,实现了四种典型施威德勒型球面网壳的参数化建模；通过编制输入界面,用户仅需输入网壳跨度S、矢高F、环向对称重复区域份数kn、径向节点圈数nx,即可方便地生成所需模型；大量建模实例表明,该方法和建模程序简单、高效、实用,为采用ANSYS软件进行不同类型、不同参数下网壳结构的快速生成提供了可能。在此基础上,并在相同的几何参数、位移约束和荷载条件下,对四种典型施威德勒型球面网壳结构进行了内力分析,通过分析内力结果,总结了四种典型施威德勒型球面网壳结构最大应力和最大位移出现的位置及其分布规律,为施威德勒型球面网壳结构形状优化设计奠定了基础。根据施威德勒型球面网壳结构的特点,以结构总耗钢量(包括杆件重量和节点重量)最轻为目标函数,并以强度、刚度、长细比及稳定性等作为约束条件,在FORTRAN环境下采用序列两级算法编制了形状优化程序。对四种典型施威德勒型球面网壳结构跨度在30米、40米、50米、60米、70米、80米,矢跨比在1/7、1/6、1/5、1/4、1/3、1/2条件下进行了形状优化设计；对比其形状优化结果,分析了四种典型施威德勒型球面网壳结构总耗钢量随跨度及矢跨比的变化规律；研究了在跨度S、环向对称重复区域份数kn、径向节点圈数nx相同的条件下,四种典型施威德勒型球面网壳结构的总耗钢量随矢跨比的变化规律。研究结果对施威德勒型球面网壳结构工程设计具有重要的指导意义。