基于屋顶对建筑环境中风能的集结效应,在屋顶上安装风力发电机已经成为建筑风能的主要利用形式之一。本文在研究屋顶集风效应的基础上,分析了屋顶上水平轴风力发电机塔架的静动力性能。本文首先运用计算流体动力学的方法对建筑屋顶上方风场分布进行了数值模拟,并通过引入风速增大系数表征屋顶集风效应的大小。其次,论文将屋顶风力机的风轮和塔架离散成若干计算点,按指数型变化规律的平均风剖面得到各计算点平均风,应用风力机空气动力学理论和Bernoulli风压理论分别得到平均风作用时传至塔架的风轮载荷和塔架风荷载,分别对停机工况和工作工况时屋顶水平轴风力机进行了静力响应分析,并将考虑屋顶集风效应后的静力响应值与未考虑集风效应的计算结果作了分析比较。再次,文章对屋顶安装型风力机塔架进行了风振时程反应分析,建立了考虑塔架风荷载和叶片传至塔架作用力的塔架振动方程,采用引入FFT(Fast Fourier Transform)技术的谐波叠加法分别模拟得到叶片和塔架的风速时程,利用叶素理论推导了叶片传至塔架作用力。研究了屋顶集风效应和叶片旋转对此类风力机塔架风振反应的影响。最后,论文通过在一两跨四层框架结构上安装风力发电机的简单实例,研究了屋顶安装型风力机塔架作为屋顶突出物在地震作用下的鞭梢效应,及其影响因素。