基于OpenSEES软件平台，建立了多个跨度相同、矢跨比及长宽比不同的三向网格型单层柱面网壳计算模型，采用基于荷载域的全过程分析方法，进行三维地震作用下的双重非线性动力时程分析，并基于B-R准则，判断此类结构的失效模式。仿真分析结果表明了单层柱面网壳在强震作用下可能发生的不同破坏模式，包括动力强度破坏和动力失稳破坏；其中动力强度破坏又可分为Ⅰ和Ⅱ两种类型，区别在于结构失效前有无明显的失稳现象。通过参数分析，给出了单层柱面网壳结构的极限承载力随长宽比、矢跨比和屋面质量的变化规律。