随着力学分析、结构设计和施工技术的进步,高层建筑在世界各地得以迅速发展,并呈现出轻质、高柔等特点,使得风荷载成为高层建筑的主要控制荷载之一。因此,有必要对高层建筑的风荷载特性及气动耦合效应对风致响应的影响开展研究。本文基于风洞试验研究了圆角化方形和矩形高层建筑的气动阻尼、圆角化方形高层建筑表面风压和风荷载特性以及两种建筑的等效静力风荷载特性,并对比分析了气弹试验和刚性模型测压试验结果。具体内容如下:设计了一种通用性较强的多自由度气弹模型,该模型经过调试能覆盖常规高层建筑的频率和振型指数变化范围。对该多自由度高层建筑气弹模型开展气动弹性模型风洞试验研究,综合运用随机减量(RDT)技术结合ARMA模型时序法对模型的加速度时程响应,识别结构的动力响应参数,研究分析了圆角化方形和矩形高层建筑的顺风向、横风向气动阻尼比的规律。基于测压试验对圆角化方形高层建筑表面风压和风荷载特性进行了详细的研究。讨论了典型测点层风压系数随风向角的变化规律及脉动风压水平、竖向的相关性;根据各层三分力系数随风向角和高度的变化规律,给出了最不利风向角下层阻力系数平均值、根方差值和层升力系数根方差值的数学模型。分析了三维风荷载功率谱特性并采用不同的数学模型对其进行拟合,拟合效果较好;圆角化方形高层建筑横风向功率谱曲线谱没有出现峰尖而窄的‘单峰’现象,说明圆角化处理从本质上改变了高层建筑的横风向荷载。研究了典型风向角下体型系数分布规律,结果表明角部圆角化处理对部分幕墙抗风设计是不利的。采用荷载响应相关(LRC)法和惯性风荷载(IWL)法计算圆角化方形和矩形高层建筑等效静力风荷载。研究了圆角化方形高层建筑和矩形高层建筑的顺风向和横风向的等效静力风荷载特性,并且将两种方法得到的等效静力风荷载进行对比分析,发现不同计算方法得到的矩形高层建筑横风向等效静力风荷载差别很大。研究了气动阻尼对等效静力风荷载和加速度的影响,并与气弹试验结果作对比,证明了气动阻尼的存在及其对风致响应存在影响。