本文是以江苏省电力设计院与东南大学的科研项目为研究基础，针对储煤结构跨度大，两端开敞导致的整体完整性较差等普遍性问题，以及背景工程支座高差大，体型特殊等问题，展开了一系列系统性研究。首先针对背景工程体型的特殊性，在考察己建储煤结构风荷载体型系数选取方式的基础上，对背景工程储煤结构进行了风荷载数值模拟。应用CFD软件FLUENT对结构在7种风向角下进行流场分析，得到表面风压分布系数，并考察堆煤对结构表面风压分布的影响。对数值风洞的计算结构进行了提取，并与荷载规范所提供的相似体型的结构的风荷载体型系数进行了比较，同时结合已建储煤结构工程的风洞试验和FLUENT计算的数值风洞结果来验证数值风洞计算方法的可行性。参考以往经典的干煤拥结构工程案例，针对背景工程实际工程条件，对柱面双层网壳结构、柱面型析架结构和预应力索拱结构分别进行方案设计。在应用分析软件SAP2000对结构进行初步设计和截面优化的基础上，详细对比了三种结构的用钢量，结构刚度，材料利用率等重要指标，以及应用于本文干煤棚分析案例的适用性，最终选择索拱结构作为最优方案进行深入分析。对索拱结构的工程应用和研究现状做了总结，选取了6种具有代表性的布索方式，应用分析软件ANSYS对这6种布索方式在分级风荷载和重力荷载作用下的几何非线性特征，从而对索拱结构中的柔性拉索进行了布局优化初探。亦伏化布素方式的基础上，对索拱结构的析架高度、拉索截面积和初始预应力这3个重要参数，分别进行了风荷载和重力荷载下跨中竖向位移、柱顶水平位移、水平支反力和析架上下弦内力等力学性能指标的响应分析;以及拉索内力松弛情况的几何非线性特征分析。根据分析结果确定索拱结构的析架高度、拉索截面积和初始预应力施加方案。为了全面考察索拱结构的静力力学性能，应用分析软件NIDA对参数分析后的索拱结构进行了一阶弹性分析和二阶弹性、弹塑性分析。考察了结构在多种工况下的极限荷载下的状态，以及薄弱区域的所在位置。在完成大跨度索拱结构参数分析的基础上，对其在地震荷载作用下的结构动力响应进行了分析研究。首先分析了结构的自振特性:然后运用振型分解反应谱法对结构进行了地震响应的分析验算，考察了参数优化后的背景工程索拱结构的抗震性能。