大跨屋盖结构体形变化多样，由于大气边界层中的湍流、气流分离及重附等现象，导致屋盖表面脉动风压场具有时空复杂性，脉动随机性具有非高斯特征。对于体型和周围环境复杂的结构，作用的风荷载是不能根据荷载规范或标准获得，风洞试验提供了非常有效工具。利用风洞试验同步测量的风压数据，深入研究屋盖局部区域的风压特性和风向角、地貌类型等因素的影响。随着跨度的增加及轻质材料的使用屋盖变成了风敏感性结构。大跨屋盖结构的自振特性表现出很窄的低频段内聚集了大量模态，导致脉动风致响应共振激励敏感性增加。传统模态叠加法计算风致响应体现出多模态参与，需要对风致响应高效计算手段和非传统方法研究。　　在设计过程中，结构上的动力风荷载处理为静风荷载，通过简单的静力分析估计风致响应，确保结构设计安全。很多国家荷载规范采用阵风荷载因子法确定结构上的风荷载。但是，该方法对于高层建筑上的水平荷载的确定适用，对于屋盖结构可能失效。大跨屋盖结构上主要作用竖向风荷载，相对于水平风荷载平均风荷载分量贡献可能非常小。此时，阵风荷载因子法不能提供有用的信息，具有局限性。　　本文针对几个典型屋盖的风荷载特性、风致响应以及等效静风荷载进行深入研究。　　首先采用曲边梯形尖塔、粗糙元对风洞试验区流场模拟，结构模型放置区域需要重现湍流的特征，保持流场的相似性。对几个典型大跨屋盖结构包括双坡屋盖、0.1和0.2矢跨比球壳及柱壳，在B类、D类和均匀流三类地貌进行风洞试验。使用同步多压力扫描技术获得屋盖表面的风压数据。对比三类地貌下屋盖上风荷载体型系数和风压系数，并与我国荷载规范比较分析。考察地貌类型、风向角等因素对风压特性的影响。　　从不同角度阐述本征正交分解法(Proper Orthogonal Decomposition—POD)原理，研究POD在风压场的重建和预测上的应用。不仅为风荷载的描述也为风致响应分析提供非常有效的工具。借助风洞试验测量的风压数据对双坡屋盖的风压场重建和预测，在时域和频域与实测值对比，讨论了该方法的有效性。　　对0.1和0.2矢跨比的单层球面网壳结构的风致响应分析，考察了模态阶数及模态耦合项对响应结果的影响，发现存在一些高阶模态对响应贡献较大且不同模态之间的相关性必须考虑在内。把准静力补偿技术应用于风致响应分析，研究块里兹向量法和模态加速度法。相对于传统模态位移叠加法，上述两方法考虑了高阶模态对响应的贡献，是适合屋盖结构风致响应计算的有效方法。此外，本文推导快速CQC法和基于互功率谱矩阵的POD技术两个结构随机风致响应计算的快速算法。　　等效静风荷载为大跨屋盖结构设计提供了处理时空变化的动力风荷载的有效途径。从两个方案确定脉动风等效静风荷载，一种是采用模态惯性力组合法，另一方案可以采用共振分量对应的模态惯性力与本征正交分解(POD)简化的荷载响应相关法(Load Response Correlation-LRC)计算背景等效荷载组合。对比两方案计算的特点，看出第一种方案简便实用并考虑了模态耦合效应的影响，而第二方案有助于分别对背景和共振等效静风荷载研究。确定所关心响应对应的等效静风荷载时考虑了模态响应的相关性影响。等效原则对于等效静风荷载的确定是非常重要的，本文提出根据内力和位移双控的等效原则确定出适合工程应用的等效静风荷载的方法。