工业产业的发展推动着工业建筑向着超高层、大跨度、多元化的方向发展,罩棚结构作为工业建筑的一个典型代表不仅需要满足力学性能的要求,还需保证特殊的工艺需求,立体拱桁架、柱面网壳等结构形式备受青睐。随着结构跨度的不断增大,单一的结构形式在使用过程中存在局限性,因此,涌现出两种或多种结构形式组合而成的混合结构形式,如张弦梁结构、索-拱结构等等。本文煤棚结构达到200m跨度,与现有的大部分煤棚结构相比要求更高,故本文提出了采用钢板带-拱结构形式,其借鉴斜拉结构的形式,在具有良好受力性能的拱形结构基础上引入钢板带替代斜拉索的功能,以期充分发挥刚性拱和柔性钢板带的受力性能,并提供新颖的结构造型。本文拟将钢板带和空间钢管桁架拱结合,探索钢板带-拱结构形式的组成与受力性能,旨在丰富结构体系的使用,扩充拱形结构形式。本文的主要研究工作如下:(1)探索钢板带-拱结构形式的构成方法,将钢板带与空间钢管桁架拱组合成合理有效的结构形式。运用Midas Gen建立有限元模型,选取恰当的单元并尽量准确地模拟边界条件。(2)对钢板带-拱结构和相同尺寸的钢管桁架拱结构进行计算,比较结构内力分布、位移特点等的异同,进一步探讨钢板带-拱结构的受力机理。(3)对钢板带-拱结构进行几何非线性分析,考虑恒荷载、活荷载、雪荷载、风荷载、温度作用的不同荷载工况组合下,结构的支座反力、构件内力分布、结构整体位移等的规律。对于大跨度屋盖结构,在半跨荷载作用时结构的破坏方式可能会发生改变,因此,将半跨荷载作用下的结构静力性能与全跨荷载作用下的结构静力性能进行比较。(4)对钢板带-拱结构进行模态分析,认识该结构的频率、周期、振型特点,进一步了解结构的刚度分布。并对结构进行反应谱分析,发现杆件在水平地震和竖向地震作用下杆件的内力远小于重力荷载作用下杆件的内力,得出该结构在7度II类场地下,地震作用不起控制作用。(5)钢板带连接位置对钢板带-拱结构力学性能会产生影响,考虑3种钢板带连接位置的情况,建立3个有限元模型,进行静动力计算,比较参数改变时,结构静动力性能的变化。(6)探索钢板带的合理连接构造。