桅杆结构是由柔软的纤绳和细长的杆身组成,其大变形及强非线性使得其动力特性十分复杂.在正常设计、建造及材料情况下桅杆破坏发生的比例之高在土木建筑中是罕见的,原因在于其复杂的工作机理尚未完全揭示.该文建立的梁索有限元分析法精确计入了纤绳的非线性、杆身的二阶矩效应以及纤绳和杆身振动的相互影响,较真实地反映了桅杆的动力特性.一方面,以结构线性化为前提用随机振动理论对桅杆进行频域内的分析;另一方面考虑杆身的抗剪刚度和纤绳上作用的随机风荷载,采用时间步长的有限元法对桅杆进行时域上的非线性分析,所模拟的风荷载考虑了随高度变化的风谱、不对称的互相关函数及与频率有关的相位关系等.该文系统地研究了桅杆的顺风、横风(涡振、驰振)以及在裹冰下的风效应,并进一步分析了桅杆的参激振动、跳跃及混沌现象等,完成了国内首次桅杆结构的风洞试验,分析了桅杆实测和试验结果,为今后高耸结构规范的修订提供了合理的理论依据和可靠试验数据.