随着我国铁路建设的快速发展,大量的高铁车站也兴建而成,而新建的高铁车站大多采用无站台柱雨棚(以下简称“无柱雨棚”)的形式。无柱雨棚属于大跨度空间结构且周边未封闭,它具有体量巨大、造型新颖、形体复杂、大空间等特性。由于这些特性的存在,结构的刚度和阻尼较低,对风的敏感性也更为突出。这就对无柱雨棚的抗风、抗雨能力有了更高的要求。目前在建立无柱雨棚结构的理论研究与结构计算中,风荷载为主要设计荷载,极少考虑降雨的存在。而事实上,强风和暴雨往往是相互伴随的,这两种荷载会耦合形成极端荷载,并会对无柱雨棚产生较大影响,所以风雨共同作用对无柱雨棚的影响的研究具有实际意义。本文选择昆明南站南无柱雨棚作为研究实例,利用Midas Gen建立三维有限元模型,分析其在不同风、雨时程荷载作用下的动力响应特性,得到雨荷载对高铁车站无柱雨棚的影响。论文主要开展了以下几个方面的研究:首先,对无柱雨棚进行了概述,包括其发展历程、结构形式及相应的优势;阐述了无柱雨棚在风雨荷载共同作用下的研究背景及意义;结合国内外同类课题研究现状和发展趋势,说明了风雨共同作用下无柱雨棚的动力反应特性研究的意义。其次,根据风的基本特性,应用谐波叠加法对脉动风速进行了模拟,通过对比模拟风速谱与目标功率谱,对模拟方法的准确性进行了验证。针对无柱雨棚的实际情况,建立风荷载的计算方法。结合降雨强度、雨滴数密度、雨滴谱、雨滴占有率和模拟的风速,分析了雨滴的冲击力,并建立雨荷载的计算方法。然后,应用Midas Gen软件建立无柱雨棚三维有限元模型,对无柱雨棚进行自振特性分析,给出了无柱雨棚的自振频率和振型。根据无柱雨棚实际模型,结合风荷载的计算方法,得到0°风向角及90°风向角下的风荷载时程数据;结合雨荷载的计算方法,得到0°风向角及90°风向角下的雨荷载时程数据。最后,分别进行无柱雨棚0°风向角及90°风向角下的非线性动力分析。将得到的风、雨荷载时程数据施加到结构上,进行风单独作用和风雨共同作用分析。研究发现:雨荷载对无柱雨棚顺风向和竖直方向的加速度均方根、位移极大值均有增大的作用,因此雨荷载在无柱雨棚的抗风设计中不应忽略;在同级风速下,边跨的加速度均方根、位移极大值大于中间跨,雨荷载对中间跨的加速度均方根、位移极大值影响大于边跨;在同级风速下,顺风向的加速度均方根比竖直方向大,顺风向的位移极大值比竖直方向小,雨荷载对无柱雨棚顺风向下加速度均方根、位移极大值的影响大于竖直方向;在同级风速下,0°风向角的顺风向加速度均方根、顺风向位移极大值大于90°风向角,90°风向角的竖直方向加速度均方根、竖直方向位移极大值大于0°风向角,在降雨量较大的时候,0°风向角下雨荷载对无柱雨棚竖直方向加速度均方根、竖直方向位移极大值的影响大于90°风向角,90°风向角下雨荷载对无柱雨棚顺风向加速度均方根、顺风向位移极大值的影响大于0°风向角。