超高层建筑作为一个国家城市经济繁荣的象征,在不断突破建筑高度的同时,也在向着轻材质、低阻抗和高柔度的方向发展。这也导致超高层建筑对风的敏感度提高,风荷载成为了研究超高层建筑的一项重要参数。而现代高层建筑的外表面通常会带有装饰性的设计或者设置凹凸造型的结构部件,建筑的截面成为具有一定粗糙性质的截面,从而改变了建筑表面的气动效应。但基于以往研究的假设条件下的高层建筑和目前建筑发展的情况并不相符,其研究结论并不完全适用于现代建筑。因此,有必要对表面带有粗糙性质的现代高层建筑进行系统的分析与讨论。本文对6种不同粗糙表面(包含光滑模型在内)的模型开展了刚性模型风洞试验,研究了表面不同粗糙度对风荷载特性的影响,主要包括以下内容:(1)基于测压试验,研究了不同粗糙度表面的高层建筑表面风压特性。首先,分析了各粗糙模型在B、D风场下,各立面的平均风压系数和脉动风压系数的分布情况,也针对典型测点层的风压系数随风向角的变化情况进行了研究,结果表明,表面粗糙度对高层建筑的平均风压影响较小,对脉动风压影响较大,水平粗糙模型的脉动风压减小的最为明显,而且风场的特性湍流对表面粗糙度建筑的风压系数影响较大。其次,从时域和频域的角度分别分析了各粗糙模型脉动风压的相关性和相干性,并参考Davenport提出的脉动风速的相干函数,对水平和竖向相干函数的平方根进行最小二乘拟合,同时还对脉动风压功率谱特性进行了研究。(2)针对表面粗糙度对超高层建筑风荷载的影响进行了研究。其中,探讨了各粗糙模型基底力矩系数随风向角的变化情况,同时得出了各风向的最不利风向角:顺风向为0°,横风向为15°,扭转向为75°。然后对各粗糙模型的层三分力系数也进行了分析,结果发现竖向粗糙模型的层三分力系数相比光滑模型有增大的趋势,而水平粗糙模型相对减小,砂纸模型变化不明显。最后,对各粗糙模型最不利风向角下的风荷载功率谱密度函数进行了分析。