随着社会的发展进步,大跨屋盖结构其自重小、跨度大、造型自由、施工方便,被广泛的应用于剧院、体育馆、大会堂、展览馆等。由于大跨结构的这些特点,导致其对于风的敏感系数较高,风灾造成结构的开裂,坍塌,节点的受力增大。目前国内外对于大跨屋盖的结构设计有一些原则上的规范,对曲面大跨屋盖围护结构研究较多,但由于大跨结构结构外形不同,对于结构风荷载的分布影响很大,很难统一明确规定和方法,而大跨结构的抗风设计和防风减灾是关系到工程安全的重要因素。在这一背景下,对于曲面大跨屋盖围护结构风荷载及风振响应的研究就十分必要。本文以某剧院曲面大跨屋盖为案例,系统的研究了曲面大跨屋盖风荷载分布及风振响应。主要内容如下所述:为了确保数值模拟的准确性,参照某类似条件的风洞试验,对其进行数值模拟建立同等条件,对其风压分布进行对比,发现结果非常接近。在此基础上,利用FLUENT软件对该大跨屋盖进行数值模拟,得到了曲面大跨屋盖表面的风荷载分布以及风速矢量图。又分别在不同条件下研究了风荷载的分布情况:风向角一定,针对当地情况选择6种不同风速进行模拟;风速一定时,选取四个风向进行模拟,得到了曲面大跨屋盖表面的风荷载分布、风速矢量图、风压系数、体型系数等,发现在边缘及边角区域风压系数较其他区域大。屋盖上表面在0°和90°风向角下正压区域较多,且风荷载体型系数变化较小,说明这种曲面大跨度屋盖可以有效减少风荷载的作用,使屋盖受到的负压区域较少。基于以上研究,为了分析大跨屋盖的风振类型,使用ANSYS软件对该剧院大跨屋盖进行模态分析,得到了前40阶的自振频率。发现该屋盖高阶振型有主导作用。为了模拟出脉动风,利用MATLAB软件AR法模拟。为保证其模拟数值的准确性,选择了Davenport谱作为目标谱,得到风速时程曲线,将其转化成为风压时程曲线,并对屋盖进行分区,方便将风压时程施加在该剧院大跨屋盖上,得到了其结构分区的位移时程曲线。通过计算其位移均值和均方差,分析屋盖的动力响应情况。发现随着区域高度的增大,屋盖节点的位移均方差也变大,25～30m的位移最大,其最大均值和均方差分别为:-0.07702m和0.05583。通过对该背景下大跨屋盖结构进行风压分布及风振响应的研究,对该类大跨屋盖在抗风设计和易损伤部位进行了总结,针对风致失效提出解决办法,并总结以往改善结构抗风性能的措施,主要是从三个方面进行了详细的总结,为大跨屋盖抗风设计提供参考建议。