大跨钢结构经常用于多站台火车站雨棚结构的设计与建造。伴随着高铁在我国的飞速发展以及大量高铁线路的铺设,火车站站台不断进行改造,雨棚也随之需要改造与扩建。从目前情况来看,对于大跨钢结构雨棚的设计与其力学性能研究都已经趋于完善,已形成完整的分析方法,相关的建筑规范和理论研究都早已成熟。但是对于大跨钢结构雨棚的改造施工而言,大多缺乏理论验证支撑。有关其受力性能的研究和相关建筑规范中的规定都还未能给出一套较为系统、完备的研究方法。对于整个建筑结构改造方案来讲,这些缺乏理论支撑的设计方法是有一定缺陷的。因此,提出一套切实可行并具有参考价值的雨棚改造前后力学性能研究方法,具有十分重要的意义。本文基于有限元数值模拟方法,对某火车站无站台柱大跨钢结构雨棚改造前后的力学性能进行分析探讨,给出一套对其力学性能的研究方法。具体内容如下:(1)对雨棚改造项目期间的结构关键部位的监测方案设计进行数据的整理与分析探讨。在该雨棚进行改造施工期间,对于新增结构构件部位附近的杆件,其受力状态将会有变化,需对其进行应力、应变的监测。对于雨棚结构中的预应力钢拉索,考虑到其在整个雨棚结构中的重要性,需要对其索力值进行严格的控制。本文对雨棚改造项目施工监测方案做了概述;对监测仪器及其工作原理做了介绍;并对监测部位的结果数据与钢拉索索力测定值进行了总结。(2)对改造前后大跨钢结构雨棚在静力荷载作用下的力学性能进行了分析探讨。该火车站大跨钢结构雨棚在改造后,结构受力构件增加,屋盖结构受力面增大,结构在荷载作用下内力响应重新分布,需要对其改造前后的受力特性进行分析。本文对改造前后雨棚进行了建模与荷载、约束的施加,并将数值模拟计算结果与施工监测方案所得数据进行了对比分析,验证了改造前后大跨钢结构雨棚结构的安全性与可靠性,同时证明了数值模拟方法与模拟结果的准确性。(3)对改造前后大跨钢结构雨棚在地震作用下的力学性能进行了分析探讨。地震作用将地震波以惯性力的形式施加到结构上,将使结构产生较大的应力与变形,对结构产生不利影响。因此,需要对改造前后雨棚进行地震响应分析。本文通过有限元时程分析方法,将地震波以荷载步的形式施加到雨棚上,并对其在模态中屈曲明显部位的应力、位移时程数据进行分析,验证了改造前后大跨钢结构雨棚结构在地震作用下的安全性与可靠性。同时证明了时程分析方法的准确性。