高层建筑的发展使得结构风效应成为控制设计的主要因素,对其计算方法的准确认识是非常重要的.本文对高层建筑顺、横、扭三个方向上的风致响应及静力等效风荷载作了深入研究,建立了一个统一、完整的高层建筑风致响应及静力等效风荷载计算体系.主要工作包括:1)完成了十个典型高层建筑刚性模型同步测压试验,并根据风洞试验结果研究了各种高层建筑在紊流风场中表面风压分布的一些基本特性,主要考虑了风向角、截面外周各点位置、高度、截面形状等对风压系数和三分力系数的影响.在此基础上确定了不同截面形状高层建筑的最不利风向角、此风向角对应的平均三分力系数及其偏导数,为后续的风荷载参数研究工作提供了依据.2)将高层建筑顺、横、扭三个方向上的外加风荷载视为三种激励分量(顺、横向紊流和尾流激励)共同作用的结果,且各种激励分量可假定为互相独立的随机高斯过程.为此,本文将刚性测压试验结果按不同激励分量予以分离,在此基础上给出了不同激励对应的力系数、形状函数以及归一化的激励谱的计算公式.3)建立了结构顺、横、扭三个方向的风致运动方程,并根据脉动风致响应的特性给出了背景和共振响应计算方法.前者不能按振型分解法求解,而应通过对气动力协方差与影响函数乘积积分的方法来计算;后者可只考虑一阶振型的贡献,两者应按平方和开方的原则组合得到脉动风致响应的峰值.4)研究分析了荷载响应相关(LRC)法的优点,并将其用于计算背景等效风荷载.共振等效风荷载可以采用结构一阶振动产生的惯性力来描述.由于背景等效风荷载与共振等效风荷载分布不一致,故不能简单叠加.为此,本文提出了总等效风荷载的四种计算方法并分析了各自的优缺点.5)考察了高层建筑风致响应和静力等效风荷载的基本特性,并以截面形状、高宽比、长宽比、一阶振型指数、一阶阻尼比以及风场为主要参数分析了它们对响应和等效风荷载各种组合方法精度的影响.此外还研究了尾流涡脱激励对横风向和扭转方向响应的贡献随上述参数变化的情况.6)提出了高层建筑风致响应及等效风荷载的简化分析方法,可以避免复杂的积分计算,同时又能保持较高的计算精度.多个算例的计算结果证实了简化方法的有效性.7)将已有的顺风向等效风荷载计算方法推广到横风向和扭转方向上,分别称为GGLF、GIWL、GMGLF、GSGLF法.以响应偏离比为基础对上述方法和本文简化方法进行了比较,证实了本文简化方法的优越性.