随着社会不断地进步和发展,高层甚至超高层建筑已成为建筑行业发展的主流。在建设超高层建筑时,钢结构具有非常重要的作用,它能够确保超高层建筑整体的稳定性,优点突出。但大型复杂的超高层钢结构建筑属于风敏感建筑,在风荷载作用下可能会产生比较大的振动、应力和变形,所以对大型钢结构的风荷载进行研究是非常有必要的。为此江阴大桥建设有限公司与赵静一老师课题组共同合作研究大型钢结构塔架风荷载效应。本文主要对大型钢结构塔架进行拟静力学分析和考虑流固耦合的风洞模拟分析,并就这两种方法进行简单对比,为研究大型复杂的钢结构塔架的风效应机理提供理论方法和技术支持。本文主要研究内容如下:首先介绍大型高耸钢结构的发展现状、风灾导致的各种破坏、大型钢结构塔架的用途、结构风工程的国内外研究现状和手段以及流固耦合分析国内外研究现状,进而阐述研究大型钢结构塔架风效应时应充分考虑流固耦合的影响。然后对自然风的特性进行简单研究,包括平均风和脉动风的特性,建立钢结构塔架的有限元模型,并对风荷载进行理论计算和拟静力学分析。接着阐述计算流体力学和流固耦合基本原理,四种常用的数值计算方法,分析任意拉格朗日-欧拉方法的原理和特点,研究两种传递信息的策略。最后以大型钢结构塔架为基础进行风效应的流固耦合分析,包括对塔架有限元模型进行网格划分、边界条件设置、分析参数设置等。其中流场分析是在FLUENT中进行的,结构分析是在ANSYS Workbench平台上的静力学分析模块进行的。