在风荷载作用下,建筑物附属结构往往先于主体结构发生破坏,尤其是对于大跨度屋盖结构。附属结构如幕墙、门窗、屋盖等破坏后往往引起结构内压发生变化,使得结构的风荷载特性相对于封闭状态发生明显变化,故有必要对开孔(开洞)工况下建筑物的风致内压与风致响应进行分析。而在实际的工程应用(尤其是复杂外形的大跨度屋盖结构)以及实测研究中,实验设备往往不能够提供足够的同步测压传感器以满足结构风荷载分析的需要,需要采用必要的插值手段对已有的试验数据或实测数据扩展到未知数据点上。基于风洞试验与现场实测数据,本文对大跨度屋盖在开孔(开洞)状态下风致内压特性、风压分布以及内压理论等进行研究,进而对风致响应与结构抗风优化进行了系统的探讨；结合工程实例以及实测手段,对各类风压插值方法进行了研究。主要研究内容与成果如下：(1)系统地研究了开孔(开洞)结构的风致内压。设计了一个具有多个开孔(开洞)的风洞刚性测压模型,开展了10种工况下的测压试验,探讨了不同工况下风致内压取值、分布及频谱特性,尤其是在不同参数,如风向角、开孔位置、开孔个数等条件下的变化规律；对比分析了内外压功率谱、空间相关性等统计参数,并基于风致内压传递理论,分析不同工况下流动指数。研究结果表明：在顶部未开洞工况下,当开孔率低于10%时,风致内压可采用统一值表示,而顶部开洞工况下,屋盖风致内压分布较为复杂,不能够采用统一值表示；顶部开洞工况下,处于屋盖洞口气流下游的区域具有较大的负压值,需要引起设计人员的注意；顶部未开洞工况下流动指数结果与文献结论较为吻合,而顶部开洞工况下的流动指数鲜有研究,本文给出了顶部开洞工况下流动指数的建议值。(2)系统地探讨了屋盖结构风致响应与结构优化。通过建立屋盖结构的有限元模型,基于刚性模型测压试验结果,对比了CQC与SRSS频域计算方法在大跨度屋盖结构风致响应计算的适用性,进而讨论了在频域计算中振型选取、模态耦合项影响以及位移脉动均方根随风向的变化情况。以有限元结构设计参数为基础,采用优化算法对结构风致响应进行优化,对单目标优化方法与多目标优化方法进行了研究。结果表明：对于风致敏感类结构—大跨度屋盖结构,SRSS方法忽略了模态耦合项的影响,低估了风致响应的结果,故对于风致敏感类建筑结构,宜采用CQC方法计算结构风致响应；模态耦合项对风致响应结果可正可负,对于迎风区域以及漩涡(锥形涡)区域,模态耦合项对风致响应结果为正值；对于大跨度屋盖结构,选取50阶参振模态基本上能够反映结构风致响应的总体趋势,当参振模态数目达到150阶时,其能够较为精确地反映结构风致响应的结果；结构单目标优化中状态变量与目标函数往往不能够同时达到最优,而多目标优化方法,根据设计意图设定目标函数权系数,可得出一系列最优解集,建议结构设计优化人员采用多目标优化方法对初步设计方案进行优化。(3)系统地分析了多种插值理论与插值技术。对不同插值理论—空间内插法、AR自回归模型法与神经网络法在测点风压时程模拟与重构方面进行了实例验证,具体分析了各插值理论中不同的具体插值方法。提出了将神经网络法与小波分解相结合的方法,并在工程实例与实测研究中进行验证分析。结果表明：空间内插法只考虑了风压分布在几何空间的相关性,对脉动风压系数的插值效果不甚理想,相比之下,三角网线性插值与径向基函数插值具有较好的插值精度；AR自回归模型法基于原始数据点风压时程获得的脉动风压功率谱拟合曲线,具有较好的插值精度；神经网络法对平均风压系数、脉动风压功率谱分别进行训练、插值,获得了分布较为理想的插值结果,但在功率谱高频部分有所偏差；基于小波分解的神经网络法在工程实例与实测研究中表现出较好的插值精度,避免了傅氏变换截频所带来的能量泄露。