巨型框架多功能减振结构是一种新型的结构体系,在这种结构中,以电梯间和楼梯间等竖筒作为主框架柱,以每隔若干楼层设置的巨型梁作为主框架梁;次框架支撑在主框架上.为了减轻巨型框架在地震和风作用下的振动,提高其减振能力,在主次框架间设置了减振耗能装置,使各个次框架如同巨大的质量块,与主框架一起形成一个大型的调频质量系统,整个结构既具有调频质量减振的功能,又具有基础隔振和阻尼耗能减振的功能.这种新型的结构体系为国内外首创,已获得国家发明专利.本文提出了巨型框架多功能减振结构主框架刚度矩阵动力分析的杆系-层模型.对巨型框架多功能减振结构进行了随机振动分析,得出下列结论:(1)影响次框架顶部无阻尼器的减振结构主框架振动位移及加速度的主要因素是次框架与主框架的频率比及隔振层的阻尼比.(2)影响次框架顶部无阻尼器的减振结构次框架顶层振动加速度的主要因素是隔振层的阻尼比,次框架与主框架的频率比对次框架顶层振动加速度影响稍小.(3)影响次框架顶部设置阻尼器的减振结构主框架振动位移及加速度的主要因素是次框架与主框架的频率比及粘弹性阻尼器的阻尼系数,隔振层的阻尼比对主框架振动位移及加速度的影响稍弱.(4)影响次框架顶部设置阻尼器的减振结构次框架楼层振动最大加速度的主要因素是次框架与主框架的频率比、粘弹性阻尼器的阻尼系数和隔振层的阻尼比.理论分析表明,在脉动风作用下,(1)对于次框架顶部无阻尼器的减振结构,主框架顶部的最大加速度反应可以减小50％~70％左右,减振结构主框架顶部的最大位移反应最大可以降低30％~35％左右.减振结构还可以降低次框架的加速度反应.(2)对于次框架顶部设置阻尼器的减振结构,主框架顶部的最大加速度反应可以减小60％~70％左右,减振结构主框架项部的最大位移反应最大可以降低35％~40％左右.减振结构还可以降低次框架的加速度反应.为了能进一步提高减振结构在脉动风作用下的减振效果,本文研究了巨型框架多功能减振结构的半主动控制问题,提出了能对结构进行位移、速度、及加速度联合反馈的两种最优控制算法,即线性最优控制算法和瞬时最优控制算法,在此基础上,将巨型框架多功能减振结构中的阻尼器设置为可调阻尼器,通过自动调节阻尼器的参数,实现对结构体系脉动风振反应的半主动控制,并在控制中采用了时滞补偿,同时对Riccati方程的求解作了改进,并对改进后Riccati方程求解进行了误差控制,结果表明半主动控制效果优于被动控制和相应的抗振结构,是一种比较有前途的结构控制形式.本文研究表明,巨型框架多功能减振结构,在平均风作用下,主框架将产生小于相应抗振结构的弯矩、剪力和静位移.次框架将产生稍大于相应抗振结构次框架的弯矩、剪力.本文针对脉动风作用下具有较强减振能力的多功能减振结构,分别作了ELcentro地震波和Taft地震波作用下的时程反应分析,结果表明:在脉动风作用下具有显著减振能力的巨型框架多功能减振结构,在地震作用下同样具有较强的减振效果.综上所述,巨型框架多功能减振结构,不管是在风作用下还是在地震作用下,其减振效果都是比较显著的,采用的振动控制方式是比较合适的,应当可以认为,巨型框架多功能减振结构是一种比较有发展前途的结构形式.