对于自然界万物,结构是影响形态生成的重要因素。当形态违反了力学法则,那么该自然物将无法在环境力的作用下维持其稳定的状态,最终面临被自然环境淘汰的命运。对于建筑设计而言,结构虽然不是确定形式生成的唯一要素,但是结构的力学合理性是建筑形态成立的前提,而在此之上的技艺融合路径,始终是被广泛讨论的命题。在二十世纪初的探索中,以弗雷·奥托（Frei Otto）、海因兹·伊斯勒（Heinz Isler）、塞尔吉奥·穆斯梅奇（Sergio Musmeci）为代表,他们继承了文艺复兴后的科学探索,运用物理实验的方法再现自然环境中的形态生成,从自然启发中获得了结构原型的知识,造就了轻量与高性能的结构形式。在当代大量建筑实践中,建筑形态与结构系统的二元化、建筑表皮的装饰化、符号化成为普遍现象,这其中一部分原因归咎于建筑学方法体系中缺乏一门让结构力学与建筑形式对话的语言。对于建筑师来说,如何脱离结构类型思维的桎梏,运用新技术下的结构语言对话与解析自然原理,从而创造性地驾驭建筑形态与结构之间的关系,成为有意义的话题。为此,图解静力学方法近年来的发展提供了清晰的技术路线。这门百年前兴盛一时的学科因为计算力学的发展几乎被遗忘,而近二十年间再次获得建筑学的广泛关注,受益于计算与可视化工具的发展,向量图解静力学方法在三维空间中的“直观性”、“生成性”、“操作性”再次显现,成为更适用于建筑与结构一体化设计的工具。在这个背景下,作为面向建筑设计方法的研究,本文以自然启发的结构找形为主要线索,运用基于向量的图解静力学（Vector-based Graphic Static VGS）方法,试图建立具有普适性的建筑仿生结构设计的方法体系。为此,文章首先基于对图解静力学方法的研究,总结了VGS的“方法语言体系”,这个方法体系是一系列对结构的形态与力进行平衡操作与找形的方法,是自然参照从几何图像向力学原理转换的中介语言。其中包含了基于“几何操作”的方法:“细分法SD”、“组构法CM”、“投影法PJ”;与基于“数值”的方法:“平衡矩阵EM”、“组合平衡模型CEM”、“力密度法FD”、“布局拓扑优化法LO”、“关联变形法ITF”。为了方便建筑师使用这个方法语言体系,对应的参数化设计软件VGS（基于Rhino Grasshopper平台）被研发出来作为辅助工具,来实现三维图解静力学中形、力图解生成与关联变形等功能。据此,这个方法体系的灵活组合运用使得自然物的结构原理以形、力图解的方式被表达与解析。研究以“树”、“骨骼”、“蜘网”为例,以“自然原型的观察”、“结构原理的提取”、“设计场景的移植”为工作流程,详细阐述了这些自然参照如何为“向量作用的结构体系”、“截面作用的结构体系”、“形态作用的结构体系”这三种结构体系提供原理参考,并组合运用对应的结构找形方法。最后,文章以一个假定的设计场景测试了这个仿生结构设计方法体系的实用性。通过在一个较为极端的设计场地中展开仿生结构的设计问题,研究展现了建筑师基于该方法的各个设计步骤:草图构思、平衡建立、变形操作、结构深化。最终得出的两种结构形式不仅通过继承自然参照对象的结构原理有效地解决了平衡难题,同时在结构合理的基础上充分体现了对场地景观、建筑功能、容量等相关要素的兼顾。综上,文章建构了自然形态与结构概念原型之间的关联路径,即运用向量图解静力学的“方法语言体系”来理解与再现自然中的结构。同时文章中研发的VGS插件实现了这个过程在可视化平台上的运算与操作,使得建筑师获得了一种构思结构形式的新模式。论文分为五个部分:第一部分为背景研究与课题的提出。包含第一、二章,概述了该研究领域的相关研究与运用基于向量的图解静力学的目的与意义。第二部分为方法体系的建构。包含第三章,首先介绍了VGS的基本技术原理,而后总结了“方法语言体系”。第三部分为仿生方法的应用。包含第四、五、六章,分别以不同自然参照为主题,演绎了运用VGS“方法语言体系”展开仿生结构研究的全流程。第四部分为实例验证。包含第七章,通过一个假定的极端场景,展现了这种设计方法的有效性与交互性,以及如何进行深化设计。第五部分为结论与展望。包含第八章,总结了本文的研究成果与不足之处,并对未来的工作进行了展望。本文正文共约142000字,图169幅。