近断层地震动具有显著异于远场地震动的运动特征,如大幅值、长周期速度脉冲和永久地面位移,这些独特的运动特征造成了严重的结构破坏、人员伤亡和经济损失。所以,近断层地震动的工程特性及其结构效应研究成为近二十年来地震工程和工程力学领域的重要课题。随着我国基础设施建设的不断推进以及城镇化的持续发展,设计建造了大量的高层/超高层建筑、大跨度桥梁和高速铁（公）路等工程结构。深入研究近断层地震动作用下建筑结构的地震响应及抗震性能,具有重要的学术理论意义和工程应用价值。地震动记录的复杂时程特征和丰富频率分量以及地震动记录间的显著差异,导致地震动自身工程特性及其结构效应不易被认识和理解。随着地震动记录的大量积累和计算机性能的快速提升,研究人员面临的一项重要挑战是正确且合理地阐释计算结果,深刻揭示地震响应的内在规律。作为一种重要的科学研究工具,量纲分析通过规格化工程问题的相关物理量来建立无量纲关系式,从而减少参数分析工作量并揭示该问题所遵循的共同规律。由此可见,将量纲分析应用于近断层地震动作用下建筑结构地震响应研究,有助于以最有意义的方式呈现计算结果,发现地震响应的内在自相似性,并且建立离散度更小的回归模型从而促进结构抗震设计的发展。鉴于此,本文引入量纲分析深入研究了近断层地震动工程特性及其建筑结构地震响应。主要内容如下:（1）采用量纲分析研究了近断层地震动作用下双线性单自由度（SDOF）体系的地震响应。广泛用于地震响应量纲分析的能量长度尺度,仅取决于激励特性并且缺乏明确的物理意义。为克服此缺陷,提出了与结构特性相关的内禀长度尺度,其具有明确的物理意义。研究表明,内禀长度尺度可有效减小频率比全域内自相似反应谱的离散度,这对于发展统一设计反应谱具有重要意义。因此,内禀长度尺度可作为建筑结构地震响应量纲分析的长度尺度。此外,在采用内禀长度尺度的情形中,规格化最大位移响应存在关于规格化屈服位移的两种完全自相似状态。最后,提出的通用回归模型可以充分拟合自相似反应谱,且拟合曲线可用于预测结构地震响应。（2）系统考察了近断层脉冲型地震动的持时效应,并且识别出一致持时是表征地震动持时特征的合适持时参数。选择具有代表性的理想弹塑性、双线性和刚塑性SDOF体系为研究对象,并以最大位移和累积滞回耗能为结构需求参数。采用理想MP脉冲作为输入并通过参数控制解耦持时效应,定性地分析了近断层脉冲型地震动的持时效应。然后,以近断层最强脉冲型地震动作为输入并以谱等效解耦持时效应,通过结构响应与持时参数的相关系数来定量地分析持时效应。结果表明,累积滞回耗能的持时效应显著,然而最大位移的持时效应受到滞回类型的影响。除Newmark滑块（刚塑性SDOF体系）的滑动位移外,普通非弹性SDOF体系的持时效应不显著。此外,一致持时通常与两类结构响应具有最强的相关性,因而适于表征地震动持时特征。最后,上述结论在具有刚度和强度退化特征的剪切型框架结构上得到进一步验证。（3）详细研究了侧向刚度缩减对弯剪梁建筑的近断层地震响应和响应分布的影响。量纲分析表明,规格化最大层间位移角和规格化最大楼层加速度呈现出关于规格化建筑高度的完全自相似性,由此提出自相似层间位移谱和自相似楼层加速度谱的新概念,从而避免使用建筑高度和基本周期间的经验关系式。研究表明,除显著侧向刚度缩减外,侧向刚度缩减对弯剪梁建筑响应和响应分布的影响较小。而且,平均自相似层间位移谱和平均自相似楼层加速度谱的拟合曲线,可以预测出可靠的弯剪梁建筑响应。（4）系统分析了集中约束（如预应力拉筋）和分布约束（如阻尼器）两种措施对近断层地震动作用下框架-摇摆墙建筑结构的振动控制效果。选择具有广泛代表性的弯剪梁模型来表征框架-摇摆墙结构,推导了具有集中约束和分布约束的弯剪梁模型的动力响应和静力响应解析解。对弯剪梁动力特性和静力响应的研究表明,分布约束可显著减小框架-摇摆墙结构的基本周期,集中约束将显著提高摇摆墙基底弯矩,并且两种约束都会提高摇摆墙基底剪力。对弯剪梁动力响应的研究表明,分布约束通常能有效控制框架-摇摆墙结构的层间位移,却导致显著的层间位移集中;集中约束不能显著降低层间位移,但能有效避免层间位移集中。在实际地震动作用下,分布约束和集中约束通常都不利于控制建筑楼层加速度响应,特别是分布约束。因此在实际建筑结构抗震设计中,需要根据所关心的响应量采用合理的振动控制措施。