地震是一种常见的自然灾害，结构地震反应过大时会产生破坏甚至倒塌现象，造成大量生命和财产损失，如何降低结构地震响应、提高结构抗震性能是一个十分重要的研究课题。作为一种典型的被动消能减震装置，粘弹性阻尼器具有耗能性强、结构简单、安装方便、价格低廉等优势，在结构减震控制中广泛应用。目前，国内外学者对建筑结构粘弹性阻尼减震技术进行了大量的研究，做出了许多成果，但仍存在一些问题需要继续深入研究，特别是在微细观层面对粘弹性阻尼器的研究相对较少。因此，本文从微细观角度出发，对粘弹性材料微细观力学行为及耗能机理、粘弹性阻尼器动态力学性能试验和有限元分析、粘弹性阻尼器力学模型、粘弹性阻尼结构减震分析等方面进行了研究，主要的研究工作如下所示：
　　(1) 对粘弹性材料分子链网络的微观构型进行空间简化。研究了交联网链、周围分子链的约束作用、分子链缠结网链和类缠结网链对粘弹性材料力学行为的影响；研究了自由分子链结构、分子链非平衡缠结网链、非平衡类缠结网链和填料网络对粘弹性材料能量耗散的影响。结果表明，粘弹性材料的力学性能和耗能能力与橡胶基体的微观分子结构和填料网络体系密切相关。
　　(2) 采用分子动力学模拟方法，从微观尺度对粘弹性材料的力学行为进行模拟，分析了分子链长度、环境温度和加载速率对粘弹性材料力学行为的影响。采用代表体积单元方法，借助 ABAQUS 软件进行有限元计算，在细观尺度对炭黑填充粘弹性材料的力学行为和耗能性能进行了研究。验证了填料结构对粘弹性材料模量和耗能性能的增强效应。
　　(3) 在粘弹性材料微细观力学行为和耗能机理研究的基础上，研制了具有较好力学性能和耗能能力的粘弹性材料和阻尼器。在不同环境温度、加载频率和位移幅值下对粘弹性阻尼器进行了动态力学性能试验，分析了温度、频率和位移对阻尼器力学性能和耗能能力的影响。结果表明，所研制的粘弹性阻尼器在不同条件下均具有较好的耗能性能，温度、频率和位移幅值对阻尼器的力学性能和耗能能力影响显著。
　　(4) 采用有限元方法对粘弹性阻尼器动态力学性能和耗能能力作进一步分析。研究了尺寸变化对阻尼器性能的影响，对正弦位移加载下阻尼器的自升温现象和升温过程中阻尼器性能的变化进行了讨论，并对阻尼器在工作过程中的开裂破坏进行了研究。结果表明，粘弹性阻尼器的等效刚度、等效阻尼和单圈滞回耗能受阻尼器尺寸变化影响较大。随着加载圈数增多，粘弹性层自升温现象明显，材料内部温度升高对阻尼器工作性能影响较大。最大剪切应变、加载速率和初始裂纹长度等显著影响界面处裂纹的产生和扩展。
　　(5) 从粘弹性材料微观分子构型出发，借助分数阶力学模型对材料的粘滞阻尼特性进行表征，采用温频等效原理和幅温等效原理，研究了温度和位移幅值对阻尼器动态力学性能的影响，提出了粘弹性材料的等效分数阶多层网络链模型和等效分数阶微观结构力学模型。与试验结果的对比表明，所提模型能够较好描述加载频率、环境温度、位移幅值、填料和分子网链微观结构等对阻尼器性能的影响。
　　(6) 基于钢筋混凝土框架结构的杆系模型，编制了有控和未控条件下粘弹性阻尼减震结构的弹塑性时程分析程序。考虑常遇和罕遇地震下结构的楼层响应，采用粘弹性阻尼器对钢筋混凝土框架结构进行减震加固设计。考虑减震方案的安全性和经济性，采用遗传算法对粘弹性阻尼器的数量和安装位置进行了优化分析，并对优化方案的减震效果进行了验证。
　　本文的创新性主要表现为：
　　(1) 揭示了粘弹性材料微细观力学行为和耗能机理，发现了交联网链、缠结网链、类缠结网链和填料网络结构对材料弹性力学性能和能量耗散的影响规律。
　　(2) 通过对粘弹性阻尼器在宽温域(-10 0C~40 0C)的系统性能试验，发现等效刚度和等效阻尼等动态参数在低温区变化较快及高温区变化较慢并趋于均一值的特性，同时研究了阻尼层损伤开裂扩展规律，发现最大剪切应变、加载速率和初始裂纹长度对界面处裂纹的产生和扩展影响很大。
　　(3) 提出了可以较好描述粘弹性阻尼器动态力学性能和耗能能力随温度、频率和位移变化的微观链结构力学模型。