大跨度屋盖结构属于典型的风敏感结构,抗风设计成为其结构设计理论的关键,目前,国内外学者对体育场大跨度悬挑屋盖及其减风措施研究各自有一定的研究基础。但这些建筑在风荷载作用下遭受破坏的例子屡见不鲜,造成无法估量的损失,目前对于该类型风荷载设计没有相关规范,因此,对大跨度屋盖结构的研究十分必要。本文基于CFD(计算流体动力学)数值模拟方法对开敞式环形屋盖的风荷载分布特性及作用机理进行分析,并通过风洞试验验证其结果的准确性,得出该类大跨度屋盖在风荷载作用下的风压分布,并在风压作用较大位置,进行开孔,研究开孔对屋盖平均风荷载的影响。针对屋盖常见的破坏形式,基于JC验算点法、PNET法建立考虑了蒙皮多项失效模式的屋盖可靠度分析模型,对大跨度屋盖结构进行抗风可靠性分析。首先,根据风洞试验模型,进行CFD模型的建立,并计算在0°~330°以30°为间隔进行风荷载计算,并将计算结果与风洞试验对比,结果表明数值模拟计算结果与风洞试验结果基本吻合,满足研究要求;屋盖外檐处为正风压敏感区,内檐为负风压敏感区。屋盖外檐最不利区位于屋面较低处,且最不利风向角为270°(90°),内檐最不利区为屋面较高位置,且最不利风向角为300°(30°)。其次,在风敏感进行开孔,分别研究开孔率、开孔位置对屋盖风压分布特性及风荷载作用机理进行了研究,根据数值模拟结果,得出开孔前后大跨度屋盖周围的流场分布。结果表明,当风向角与屋盖外檐处垂直,且沿坡面方向流动时,气流一部分直接撞击屋盖上表面使其产生正压,另一部分气流在下表面分离,且无明显旋涡,产生负压,使屋盖处于“上压下拉”的情况,开孔后气流通过孔,减少了气流撞击屋盖的现象,使屋盖风压产生明显降低,且随着开孔率的增大,风压降低越明显;当风向角为内檐处垂直,且逆坡面方向流动,气流在屋盖上表面产生明显旋涡,产生负压,下表面气流与屋面撞击,使屋盖处于“上拉下顶”的情况,开孔后虽扰乱边缘旋涡的形成,但仍在孔后边缘产生旋涡,随着开孔率的增大,高涡区并无明显降低,所以负压的减少并不明显。最后,运用结构概率可靠度设计方法,根据蒙皮常见的几种失效形式,建立蒙皮多失效模式可靠度模型,并将蒙皮失效概率并入至骨架可靠度模型中,对大跨度屋盖结构进行抗风可靠性分析。研究表明:所建立的屋盖可靠度模型,考虑了蒙皮多失效模式之间的相关性,以及蒙皮对骨架结构可靠度的影响,能较精确的计算出蒙皮及其骨架的可靠度,可适用于众多由蒙皮与骨架构组成的结构系统的可靠性分析。研究进一步得出,在风敏感部位开孔这一抗风措施,减少了蒙皮失效面积,同时使骨架可靠度得到了提升,更能体现多级设防理念。