风荷载是高层建筑结构的重要设计荷载。如高耸结构(如烟囱、塔架、桅杆等)、高层房屋、大跨桥梁、屋盖等,风荷载往往起着决定性的作用。在阵风作用下风荷载作用包括静风荷载和脉动风荷载,而脉动风是时间和空间的随机过程,因此用现代随机振动理论来研究风振响应,研究脉动风的统计特性成为风工程中的一个重要课题。近些年,研究者开始应用数值模拟对高层建筑的风荷载作用进行响应预测,可以减少研究费用,为初步设计提供参考。风荷载的作用包括顺风向、横风向荷载作用以及扭转作用,三者又互相影响,其研究手段主要借助于风洞试验,目前的荷载规范是基于建筑物底部的倾覆弯矩结果,但如果我们能了解沿高度方向变化的风力特性,如风力系数,风力功率谱密度函数以及风力的空间相关性等,就可以通过数值模拟在时域上计算包含高阶模态在内的风振响应。本文以多点同步测压法和高频动态天平测力法对9 种矩形截面高层建筑模型进行风洞试验,通过对大量试验数据的处理,从层风力、底部风力、广义风力三个方面研究了风荷载的特性:提出了风力系数、斯托罗哈数的经验公式,验证其适用性; 研究了风力的空间相关性(相干函数和相位角),为更好的模拟风荷载提供了理论依据; 将试验得到的层风力合成为底部风力,比较了两种试验方法和风环境下的底部风力特性; 另外,得出了弯曲、剪切和线性模态下的广义风力系数,分析了模态、长宽比和高宽比对广义风力谱的影响,为风振响应分析做准备; 最后提出了矩形高层建筑横风向的风振响应简化计算公式,从而将求高层建筑横风向风振响应的复杂积分变为方便的代数运算。