大跨度屋盖结构因其新颖创新的丰富形态和大空间优势，被广泛应用于大型公共建筑。目前《建筑结构荷载规范》明确规定大跨度空间结构需要开展风洞试验获得结构表面的风荷载特性，从而进行结构抗风设计。大跨度多肢屋盖因其弧度大、转角多以及分肢狭窄等外形特点，其周边具有撞击、分离和再附等复杂的空气流动特征，因此大跨屋盖的表面风压表现出典型的非高斯特性。同时，通过现场实测发现，非高斯特性风压的脉冲现象是造成结构局部破坏的主要原因。而且由于目前规范采用风压服从高斯分布的假设估计建筑结构表面风压极值，通常低估了风压极值，这也为大跨屋盖抗风设计带来了严重的安全隐患，因此，有必要深入研究服从非高斯分布的风压极值的估算方法。另一方面，在进行大跨度屋盖结构的抗风设计时，通常需要对屋盖结构进行风荷载分区以简化设计工作，目前荷载分区工作通常是依据经验人为确定，这具有很强的主观性和不确定性。为了解决在人为荷载分区带来的主观性强的弊端，也亟需通过研究发展客观可靠的方法确定多测点极值荷载间相似指标从而对具有复杂外形的大跨度屋盖进行风荷载分区。本文主要内容包括：　　①基于大跨度多肢屋盖刚性模型风洞试验，详细分析复杂大跨度屋盖的风压分布规律和非高斯性，分别通过高阶统计量法和柯尔莫哥洛夫假设检验方法对风压时程进行非高斯判别，结果表明在大跨屋盖结构在迎风屋檐、转角等区域表现出明显的非高斯特性。　　②针对基于高斯分布假设的峰值因子法的局限性，分别利用三种非高斯求解方法得到大跨度多肢屋盖峰值因子。其中，改进峰值因子法的理论基础Poisson假设对于窄频谱是不成立的，且该方法的适用范围仅限于峰度大于3的情况。另一方面，目标概率法仅仅满足超越概率的要求，无法反应出随机过程的概率特性。相比较而言，Sadek-Simiu法理论更加完善，结果更加合理，但仍存在部分数据拟合不准确的情况。　　③针对改进峰值因子法中对带宽参数的考虑不足，提出了修正带宽的非高斯峰值因子求解方法，改进方法有效改善原方法取值偏大的现象，结果适用于具有任意频谱特性的大跨度屋盖表面风压的极值因子估计。结合风洞试验验证，本研究提出的方法在精度上有明显优势，在各风向角工况下平均误差小于10％，证明该方法可有效应用于工程设计。　　④对比了中美日规范对围护结构风荷载设计的差异，针对我国规范阵风系数法会严重低估一些区域极值脉动风影响的弊端，结合试验结果提出建议的围护结构设计风荷载公式。首次将灰色关联模型应用于风向角分区，提出了一种同时对风向角和测点聚类的简化思路。利用K-means聚类法对等效工况下各测点极值风压分区，结果客观且简洁合理。