随着经济的发展和社会的进步,大跨空间结构越来越多地服务于人们的生活。这些大跨空间结构的悬挑屋盖具有很强的风敏感性,其抗风设计一直是结构设计过程中的难题。悬挑屋盖中沟槽的使用较为普遍,沟槽类型、尺寸的不同,在很大程度上影响着悬挑屋盖的局部风压。本文采用计算流体动力学方法(CFD)研究沟槽对大跨悬挑屋盖结构风荷载特性的影响,探究沟槽类型、形状参数对屋面风压分布机理的影响,得到沟槽屋面的分区体型系数;充分考虑大跨悬挑屋盖模型的几何参数、环境参数的影响,对体型系数进行修正,为工程实践和相关的科学研究提供参考。主要研究内容包括:通过对不同类型沟槽屋面的旋涡形态进行分析,研究沟槽屋面风压分布机理。结果表明,在屋面前缘区域,沟槽的设置使得分离涡的涡心更贴近屋面,旋涡对屋面风压的干扰加强;在屋盖后部区域,旋涡的再附作用有效地阻碍了二次涡的产生,旋涡对屋面风压的干扰减弱。沟槽使柱状涡和锥状涡在屋盖前缘的作用范围扩大、强度增加,从而增大风压。沟槽的顶部和底部产生的涡特性不同,顶部产生的柱状涡强度更大,作用范围更广。选取两种典型沟槽(波纹和锯齿),研究沟槽形式及几何参数对屋面风荷载特性的影响。研究表明,相较于平屋盖,波纹沟槽屋面的整体风压系数增大了近13%,且在屋盖的前缘区域增幅达到18%;锯齿沟槽屋面的整体风压系数增大幅度为8%,且在屋盖的前缘区域增幅超过20%,最大达到30%(屋盖前缘的中间区域)。几何参数分析表明,对屋盖表面整体的风压系数而言,形状参数的影响较小;对局部区域的风压系数而言,锯齿角度和底宽的变化对屋面风压影响较大,影响幅值接近10%。对比波纹屋盖和锯齿屋盖的各分区体型系数取值,发现两种沟槽形式屋盖后部体型系数基本一致。通过参数分析,研究了屋盖倾角、看台通风率、高跨比和地貌类型等4种因素耦合作用对体型系数的影响,发现倾角对屋面体型系数的影响最大。根据沟槽屋盖的风荷载特性,提出并量化了基于开孔的屋面风压气动优化策略,该策略可有效降低屋面整体风压系数和前缘风压系数。量化研究了开孔率、开孔位置对屋面风压的改善效果,方便工程设计时参考使用。