随着建筑结构日趋高耸化、轻柔化、复杂化,风荷载已成为高/超高层建筑结构设计的主要控制荷载之一。为满足建筑在强/台风作用下的安全性、舒适性和耐久性,风荷载及风致响应的控制尤为重要。大气密度与风荷载密切相关,且受温度、气压、相对湿度、热带气旋（TC）以及海拔高度的影响,但目前风工程领域在结构抗风设计中通常假定大气密度为定值,忽略其变化对建筑风效应的影响。本文基于气象站点实测数据,研究了大气密度随时-空变化的特征,提出了台风眼壁区TC大气密度剖线模型,并基于该模型与风洞测压试验就大气密度对建筑风效应的影响进行了精细化分析。基于5个国家气象站点30年地面旬值数据集以及3个不同地貌下香港气象站点近14年实测数据,本文系统分析了近地面大气密度随纬度、季节以及地貌的变化规律。研究表明,大气密度基本随纬度的增加而增加,具有明显的季节性和年际周期,冬季较大,夏季较小,与中国荷载规范地面标准值相比,实测密度的变化率可达8%～10%。城市、海洋地貌下,大气密度实测值几乎一致,但山地地貌下则明显偏小。另一方面,以21世纪近20年来香港地区遭受十号飓风信号的3个超强台风为背景,利用香港天文台探空气球实测数据集,重点讨论了台风眼壁区大气密度的垂直变化,建立了TC大气密度剖线模型,并与中、美荷载规范进行对比分析。研究发现,ASCE 7-05min和背景大气密度剖线与该模型吻合较好,GB 50009-2012、ASCE 7-05mean、ASCE 7-05max以及ASCE 7-16中的密度剖线总体而言偏于保守,分别偏大了9.0%～9.8%、7.1%～7.6%、12.4%～15.6%以及2.8%～7.6%。综上所述,建议工程结构抗风设计时,应根据地区地貌以及最不利风荷载的成因合理选择大气密度。为研究大气密度时空变化对高层建筑风效应的影响,本文对方形以及4个不同深宽比矩形高层建筑开展了风洞测压试验。利用随机振动理论法,基于TC大气密度剖线模型以及固定密度值的常规评估模式,探讨了建筑的风压分布特征、风荷载分布规律,研究了建筑顶部的峰值位移、加速度响应,并对等效静风荷载进行对比分析。研究表明:（1）对于600米的方形建筑,横风向风致响应远大于顺风向,考虑TC大气密度变化后,建筑的风压、风荷载、基底内力、加速度、位移以及等效静风荷载将减小～12%。（2）对于4个不同深宽比的500米矩形建筑,短边迎风时,迎风面风压分布受截面尺寸的影响较小。建筑顶部的峰值位移、加速度响应随深宽比的减小逐渐减小。TC大气密度变化对建筑平动、扭转的影响一致,建筑的风压、风荷载以及风致响应均减小11%～12%。（3）结合方形及矩形高层建筑的风效应分析,某地某建筑在考虑TC大气密度变化后可不必配备阻尼系统,将有效提高结构设计的经济性。基于上述研究内容及相关成果,本硕士论文对提高建筑结设计的经济性具有重要的工程实践意义,可为相关规范的修订提供可借鉴的理论依据。