台风是影响人类社会最大的自然灾害之一,台风引起的建筑及道桥等结构的风损、风毁是造成人类社会人员及财产损失的重要原因。随着中国经济的快速发展和城市化进程的加速,高柔、小阻尼、风敏感为其主要结构特点的高层建筑海量增加,风荷载和风致响应作为高层建筑结构工程安全性和使用性的主要控制因素,成为了抗风设计的关键指标,也已成为风工程研究的重要方向。本文的研究目标是在高层建筑的原型实测和试验数据分析方面取得新进展,进一步获取沿海地区高层建筑在台风条件下的风场特性及其结构振动响应特征规律。基于在台风下高层建筑的风场和风效应原型实测的对比研究和理论分析,深化对高层建筑结构的动力特性、风致响应特征的认识。本论文应用的主要研究方法是在实地调研的基础上进行原型实测和理论分析。本文主要以国家自然科学基金项目为依托,开展了在台风下的风场和既有高层建筑风效应原型实测研究工作,具体内容为:首先,介绍了高层建筑风场和风致响应研究的国内外研究现状与进展,简要阐述了大气边界层的风特性基础理论和统计分析方法。其次,开展了在浙江省温州市等沿海地区的风场及风效应实测工作,得到了高层建筑台风风场及风效应实测数据,分析了沿海地区城市风环境下高层建筑顶部台风风场的平均风速及风向角、湍流强度、阵风因子、峰值因子、湍流积分尺度、脉动风速功率谱等风场特性。得出了台风登陆前后过程中的高空风场特性及其变化规律,同时进行了不同台风下高层建筑风场湍流特征与规律的对比分析。第三,基于2009年台风“莫拉克”影响期间观测获得的数据,进一步分析了苍南县不同风环境下100m高度内的风场特性,获得了风场参数随高度变化的规律。第四,基于高层建筑在多次台风下风场及风致振动的实测数据,分析了建筑结构的频率、振型、阻尼比等模态参数特性,频率、振型曲线与规范比较接近,振型阻尼比却相差较大。根据本文结构阻尼比的计算假设,深入分析了建筑结构阻尼比随频率的变化规律,实证了依据频率计算结构阻尼比的经验公式有效性。第五,根据建筑结构风场的分布特性及建筑结构与来流的流固耦合效应,重点探讨了气动阻尼比随折减风速、结构振动加速度、速度变化的部分关系规律,并在不同台风下对气动阻尼比及其影响因素进行了相关性的综合对比研究。本文根据我国东南沿海不同台风下不同地理环境上原型实测研究获得的风场特性和高层建筑风效应特征,为本地区高层建筑的抗风设计提供科学依据和理论参考。