阵风、台风等作用下,风效应具有明显的非平稳特征。如何描述非平稳风速模型及风效应特性等,是当前研究的热点和难点问题。本文在已有非平稳风速评价方法的基础上,提出非平稳风速分解的三分量模型,分析了不同分量的特征,旨在揭示非平稳风的构造规律。此外,开展了膜结构风效应实测,分析了实测风效应非平稳特性并进行了结构模态参数的识别。主要工作包括以下内容:(1)将风速非平稳度定量评价方法拓展至风效应分析中,研究信号中不同周期分量对总体信号非平稳程度的贡献,并评价了不同平稳化处理方法的效果。结果表明,风效应信号的不同周期分量中,慢变趋势项的非平稳程度更明显。以时变标准差为调制函数进行平稳化处理时能更好的降低原始信号的非平稳程度。(2)以非平稳风效应评价方法为基础,提出了非平稳风速分解的三分量模型,明确了非平稳风速实现平稳化处理的分解原则及计算方法。采用该分解模型对实测风速进行了分析。结果表明,此分解模型中的平稳脉动风速具有较强的独立性,而时变标准差与缓变风速之间相关性较强,其比值关系接近平稳风速模型中湍流强度的含义。(3)进行了伞型膜结构风效应实测,采用三分量分解模型对获得的风致位移响应的非平稳特性进行了分析。此外,对强风作用下结构的位移响应进行识别,得到了膜结构的模态参数,分析了结构阻尼比的非线性效应。结果表明阻尼比与振幅有较好的相关性,随振幅增大而增大。