本文研究方向和内容属结构振动控制范畴，结构振动控制主要包括被动控制、主动控制和混合控制。隔震作为主要的被动控制措施之一，受到了各国结构工程技术人员的广泛关注。隔震是通过采用隔震装置来尽可能地将结构或结构部件与可能引起破坏的地震地面运动或支座运动分离开来，大大减少传递到上部结构的地震动能量。隔震系统主要分为叠层橡胶支座和摩擦滑移体系两种。前者虽然发展较为成熟，但造价较高且可能与地面运动产生共振效应；后者造价较低，对地震能力适应性较强，但由于系统本质的非线性，研究难度较大。本论文着重探讨了建筑结构及结构内设备地震作用响应滑移控制的若干理论和工程应用问题，具体如下。 1．自锁式滑动摩擦隔震结构振动响应的线性化模型和参数优化 运用等效线性化方法给出了具有自锁式滑动摩擦隔震机构的多层剪切型结构的振动微分方程及相应的状态和输出方程；开展了单质点自锁式滑动摩擦隔震刚体结构的优化设计：以系统的等效刚度和等效阻尼为设计变量，系统输出的方差为目标函数并利用控制理论推导了系统输出方差的计算公式，从而构造了隔震层参数的优化设计模型；由解析法得到了系统的优化参数。 2．变系数摩擦摆系统的隔震研究 摩擦摆系统(FPS：Friction Pendulum System)是具有圆弧滑动面的滑动隔震体系。该系统具有自复位功能，不需附设限复位弹簧，较常规平面滑动摩擦系统有更好的工程实用性，而且呈现出良好的水平隔震能力。然而，摩擦摆系统具有更强的振动非线性特征，尤其在大幅振动的情况下。尽管对摩擦摆系统的研究已经取得了一些进展，但仍有许多课题。 为了研究的方便，以往关于FPS的研究大多将FPS滑道上材料的滑动摩擦系数假定为常数。然而，实际上FPS支座的滑动摩擦系数在FPS滑块的运动过程中是变化的。本章利用FPS基底隔震结构的非线性振动微分方程并将滑动摩擦系数视为随FPS滑块速度变化的变量，以著名的MATLAB为平台，通过数值模拟考察了采用这一滑动摩擦系数分析模型时FPS基底隔震结构在三种不同性质的地震作用下的地震响应。计算结果表明，通常将材料的动摩擦系数简化为常数来预测摩擦摆隔震结构的地震响应是可行的。 郑州大学硕士学位论文 3．结构内设备摩擦摆隔震 随着科学技术的进步和社会经济的发展，结构内昂贵精密仪器设备的配置量越来越大，改善结构那设备的抗震可靠性问题显得更为突出。 目前一般采用动态楼板体系对结构内设置的精密仪器和计算机进行局部隔震。该系统能够有效降低设备的地震加速度响应从而提高了其抗倾覆能力。但是，系统需占用较多的建筑面积，且经济投人和施工难度较大。 本节采用摩擦摆系统代替上述动态搂板系统。文中推导了结构楼板和结构内设备在承受水平地震作用下的振动微分方程并给出了结构内设备的运动状态转换条件。为了选取摩擦摆系统的最优参数，将设备的最大水平绝对加速度作为目标函数，设计变量选为滑道半径和滑动摩擦系数（假定滑动摩擦系数为常数），约束条件分别为设备的最大滑移量及设备最大绝对竖向加速度与最大水平加速度的比值。按照本节构造的优化设计模型，通过一个数值算例解算了某多层剪切型结构在水平地震作用下结构内设备隔震摩擦摆系统的最优参数。 4 摩擦摆刚性结构的随机优化设计 本节研究了摩擦摆基底隔震刚性结构在高斯白噪声地面作用下的随机优化问题。基于系统稳态响应的联合概率密度函数的解析解和系统滑移可靠性函数，构造了系统的随机优化数学模型，即寻求滑动摩擦系数和滑道半径，使滑块的水平加速度的均方根最小；利用数值方法分祈了系统的优化设汁参数。