摘要：由于现代高层建筑逐步向更高、更轻、更柔、阻尼比更小的方向发展,其风荷载问题日渐突出。高层建筑的风荷载效应会对结构自身的安全性、舒适性和耐久性等不断提出新的考验,进行高层建筑的抗风研究具有重要的现实意义。本文基于模型风洞实验,研究了高宽比H/d=3、5、7的圆柱和方柱两类简化高层建筑模型的气动力问题。主要研究内容如下：(1)开展了均匀来流条件下两类典型截面高层建筑的风洞试验,研究了高宽比和雷诺数对两类高层建筑气动力的影响规律。研究发现,圆形截面柱体的风荷载具有显著地雷诺数效应,存在亚临界区、临界区和超临界区等几个典型区域。正方形截面柱体的气动特性则与雷诺数基本无关。并且有限长圆柱的各高度处并不是同时进入临界区的,靠近柱体自由端处最先进入临界区,离自由端越远,则进入临界区越晚。(2)开展了大气边界层条件下两类典型截面高层建筑的风洞试验,研究了大气边界层对两类高层建筑气动力的影响规律。研究发现,大气边界层的存在会显著改变圆柱与方柱的气动特性。对于圆柱,大气边界层会使其提前进入临界区,时均阻力系数会减小并将显著抑制圆柱临界区范围内净升力的产生。当大气边界层存在时,圆柱各层基本同时进入临界区。对于方柱,大气边界层会减小其不同高度处的背压差异,显著增加其侧面的脉动风压,降低其涡脱频率。(3)开展了不同表面粗糙度条件下圆形截面高层建筑的风洞实验,研究了表面粗糙度对圆柱气动力的影响规律。研究发现,表面粗糙度会使圆柱的边界层提前由层流分离转变为湍流分离,进而使圆柱的临界雷诺数减小。粗糙度越大,对应的临界雷诺数越小,其阻力系数的衰减幅度也越小。圆柱临界区内的脉动升力随粗糙度的增大而增大。