本文以某异形管桁架矸石棚工程为背景,根据地形条件、建设方需求等方面从结构方案比选、混凝土短柱布置、支撑布置等方面系统的阐述异形管桁架矸石棚的结构设计方案,并论述几种参数对结构安全性、经济性、适用性的影响,确定出适用于本工程的结构基本参数及结构形式。由于风荷载对空间管桁架结构的影响较大,体型较为规则的管桁架结构一般可按照相关规范中的体型系数取值,但本工程受地形条件的限制,矸石棚体型不规则,目前我国荷载规范中没有相似体型的风荷载体型系数可供参考,因此,本文通过CFD数值模拟技术对该异形矸石棚进行8个风向角数值风洞模拟,根据数值模拟结果计算得出针对该异形矸石棚较为精确的风荷载体型系数。此外还从数值模拟结果中得出结构在不同风向下所受风压作用情况,分析得出315°风向时,风压系数值较其他风向偏大,且各风向在矸石棚最高位置处,棚顶上表面压力梯度较大,受力情况相对复杂,结构设计中需引起重视。然后利用STCAD管结构设计软件对异形管桁架矸石棚进行结构设计与分析,分析结果表明该结构受力合理,并利用软件的施工图设计模块完成异形管桁架矸石棚的施工图设计,实现结构从建模到分析计算再到施工图出图的一体化分析设计。最后对异形管桁架矸石棚进行加工数据处理,确定出最合理的管材切割方案,经计算,本工程的管材利用率均可达到90%以上,部分管材利用率可达到95%以上,处于较高水平。根据设计方案对管材进行合理的切割方案优化可极大地提高钢结构管材利用率。