惯容减震系统是一种新型的结构振动控制装置。它可以高效吸能,同时放大其内部耗能装置的变形,从而提高耗能减震效率,此耗能增效特性是惯容减震系统的关键机理,可以作为物理意义明确的惯容减震系统的设计原则。但目前关于惯容减震系统耗能增效特性的设计方法涉及繁琐的计算过程和复杂设计公式,导致工程人员理解和应用不便。因此,本文在惯容减震系统耗能增效特性的设计理论框架之下,以充分发挥惯容减震系统的耗能增效特性为设计原则,以满足性能需求为直接目标,推导出了解析形式的惯容减震系统简化设计公式,并通过设计算例对该设计原则和设计参数进行了验证,证明了本文设计方法的正确性和有效性。随后,为优化推导解析设计公式过程中采用零固有阻尼假定的不足,又在此基础上进一步利用易实性高的元启发式算法对惯容减震系统进行优化,并通过对其改进提高了惯容减震结构减震参数的计算精度和计算效率,实现了元启发式算法对惯容减震结构的优化。本文主要研究内容如下:（1）根据惯容减震系统的力学特性,建立单自由度惯容减震结构力学模型,基于随机振动理论推导得到单自由度惯容减震结构在白噪声激励下的均方响应解析式,继而根据充分发挥惯容减震系统耗能增效特性的目的,在满足性能需求的目标下,提出了“最大耗能增效”的设计原则,并探讨出了最大耗能增效优化设计的数学描述。（2）根据最大耗能增效的数学描述,通过结合极值条件及零固有阻尼假定对随机振动响应解析公式进行适度简化,推导出了形式简洁、精度合理的惯容减震系统解析设计公式。随后,在解析设计公式的基础上给出惯容减震系统基于最大耗能增效原则的参数设计流程。（3）基于惯容减震结构的最大耗能增效解析设计公式及参数设计流程,设计多种不同减震需求的惯容减震结构实例。对其进行动力时程分析,并通过与经典的定点理论对比,验证了惯容减震结构的最大耗能增效原则及其解析设计公式的有效性与正确性。（4）为了优化在推导解析设计公式时采用零固有阻尼假定的不足,进一步获得更精准的惯容减震结构参数,采用元启发式算法中鲁棒性好,原理简单且便于编程实现的粒子群算法,对惯容减震系统的最大耗能增效进行合理的优化设计。同时在粒子群算法中引入自适应惩罚权重来考虑约束条件,并采用自适应调整的惯性权重提高求解效率。基于Python语言编制了自适应权重粒子群算法程序对惯容减震结构最大耗能增效设计问题进行求解。设计实例的求解过程体现了自适应权重粒子群算法对求解惯容减震结构优化设计问题的有效性,动力时程分析结果表明设计参数实现了预设的减震性能需求。