风荷载是影响各类大跨屋盖设计的重要因素,而由群体产生的干扰效应又常常使风场更加复杂、使结构在风荷载作用下表现出不同于单体的响应。本文以实际工程为背景,通过风洞试验技术和数值模拟技术,分别对球壳群体在一字形、品字形、四边形等三种典型排布方式下的风致干扰效应进行了系统研究。主要工作如下:(1)对三种排布方式下的球壳群体缩尺模型进行全风向角下的风洞试验,分别考虑三种不同净间距(l=R/3、R/2、R,R为球壳半径),并使用整体升力系数(CF)和局部干扰因子(IF)等指标,对群体类型、风向角和相隔间距等不同参数变化对干扰效应的影响进行评估。结果表明:球壳群体在风荷载的作用下,表面风压分布特性对风向角及排布形式的变化较为敏感,而对于相隔间距变化的敏感性较低。在群体干扰效应影响下,正对称整体风荷载最高可能会有约40%的放大,反对称整体风荷载则可能成倍增加。(2)通过采用对比整体特征值和拟合离散点概率分布等统计分析方法,对风洞试验所得测点全风向角下风压值进行处理,进而对不同排布方式的球壳群体进行分析和对比。结果表明:对于总体而言,在抵抗风致静力荷载中,球壳呈现团簇型排布(品字形、四边形)比直线型排布具有更大的优势。(3)通过计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)模拟技术建立足尺模型,采用剪切应力输运两方程湍流模型(Shear Stress Transport Model,SST k-ω)模拟风场湍流特性,确定了一套适用于该问题的求解参数,取得了较好的模拟结果,并对球壳天窗开启及闭合状态下的风荷载变化分别进行对比。结果表明:天窗闭合时,球壳表面风压分布特性与风洞试验下的结果更为接近。(4)基于风洞试验结果,分别选取典型风向角,对三种排布方式的球壳群进行CFD数值仿真,进一步探究了群体风致干扰效应对结构产生的影响,并通过流域内流场及流线分析,揭示特定工况下风致干扰效应的内在机理。结果表明:数值模拟下很好地消除了雷诺数效应产生的影响,再现了诸如漩涡、分离点和分离泡等许多风场作用细节,球壳表面特定区域风压相较风洞试验发生一定变化。