结构振动控制技术为结构的抗震抗风提供了新途径，是土木工程以及航空航天、汽车、机械、军事工程等领域的研究热点。具体到土木工程领域，振动控制系统通过合适的设计安装减小结构在外部激励作用下的动力响应以实现减小在灾害性荷载作用下结构破坏的可能性，最终达到经济性、安全性和可靠性的和谐统一。近十多年来，结构振动控制研究领域发展迅速，在理论和工程应用方面都取得一系列重要的研究进展和成果，现阶段研制和开发新的耗能减震装置成为结构振动控制研究领域的一个重要研究放向。本课题正是在这一背景下提出的，利用当前在工程中正逐步得到广泛应用的空腔楼盖体系，结合结构振动控制技术中典型的质量阻尼器耗能减震的基本原理，开发出一种新型耗能减震装置来减轻建筑结构在地震作用下的结构振动，并对其动力特性和减震机理与性能进行理论、试验和设计方法的研究。
　　本文将一种球形底面预制空腔构件设置于楼板结构，在此基础上根据空腔的结构特点，设计研制出了滚动调谐质量阻尼器（Tuned Rotary Mass Damper,TRMD）和碰撞滚球调谐质量阻尼器（Pounding Tuned Rotary Mass Damper,PTRMD）两种振动控制装置，对两种装置在理论计算方法、减震性能、参数分析以及振动台试验等方面展开了系统深入的研究。根据拉格朗日方程建立了TRMD系统的运动微分方程，并通过数值模拟得到外部激励作用下TRMD受控结构的动力响应，探讨TRMD的减震性能；以Jankowski碰撞力模型作为计算基础，模拟小球与限位挡板的碰撞过程，得到确定性激励作用下PTRMD对受控结构的振动控制效果，根据装置特性选取碰撞间距、质量比和阻尼器频率这些关键参数，展开对PTRMD系统的参数优化分析；以加速度能量方程求得TRMD系统和PTRMD系统的运动微分方程，通过与Lagrange方法进行对比，验证了Appell方法计算TRMD系统和PTRMD系统的可行性，以此为基础计算得到无碰撞机制滚球质量阻尼器在三维坐标系中的运动方程；在自由振动、简谐波激励和地震波激励三种不同工况下，分析两种阻尼器的振动台试验结果，从理论和技术两个方面为TRMD系统和PTRMD系统的实际工程应用提供基础；利用蒙特卡洛方法对TRMD和PTRMD系统展开随机振动分析，研究两种装置在随机激励作用下的减震效果及结构可靠度变化情况。