摇摆运动是一种具有复杂非线性行为的常见结构运动形式。当结构受地震荷载作用时,若发生摆动,则可使结构运动加速度及基底剪力都有所降低,因此,在现代结构设计中越来越多地对结构引入摇摆运动形式来实现隔震和减震效果。另一方面,除了能增强结构抗震性能之外,利用摇摆抗震设计还可以有效降低结构造价。为了揭示摇摆抗震设计的机理,本文从以下三个方面进行阐述：(1)从单自由度摇摆刚体的自由振动和地震响应分析出发,讨论了摇摆墙结构的抗震性能和稳定性。接着研究了两种不同形式的摇摆墙钢框架结构,即底端铰接摇摆墙钢框架结构和底端碰撞耗能摇摆墙钢框架结构,并与传统纯框架结构的抗震性能进行分析对比,研究了三种结构形式的变形特点,揭示了摇摆墙结构抗震性能的有效性。(2)分析了弹簧支座摇摆钢框架结构体系的抗震性能。针对框架柱底端连接弹簧只能受压不能受拉的特性,分析了弹簧刚度取值不同时,对结构摇摆运动的影响。通过对比摇摆钢框架结构和纯钢框架结构的地震响应,揭示了摇摆钢框架结构体系具有较好的抗震性能,同时还研究了不同地震波荷载作用下摇摆钢框架结构的摇摆运动,分析了楼层高度对地震作用下摇摆结构刚体位移的影响。(3)研究由摇摆钢框架结构、后张预应力筋和结构保险丝构成的可控摇摆框架结构的抗震性能。通过后张预应力筋改善结构自复位能力,同时利用结构保险丝耗散地震输入的能量,分析了6层、9层、15层可控摇摆钢框架结构的层间位移角,给出了顶层刚体位移在总水平位移中占比的变化情况,最后与纯钢框架结构进行了对比讨论,发现对于低层摇摆结构体系,结构抗震性能提高很多,而结构高度变化对摇摆结构体系抗震性能具有影响,揭示了中高层建筑结构的高阶振型对摇摆结构体系抗震效果有不利影响。此外,以结构最大层间位移角和后张预应力筋的横截面积为目标,对可控摇摆钢框架结构进行了优化设计,确定后张预应力筋的预应力水平和截面尺寸,得到了比较理想的结果。