随着人们对地震危险性认识的深入，复杂高层建筑抗震性能的研究越来越受到关注。工程结构整体抗震性能的研究通常有试验研究、理论分析和仿真分析三种手段。工程结构整体模型振动台试验是研究结构整体抗震性能的重要手段之一。动力相似理论研究是振动台模型试验的基础和重点问题。本文结合国家自然科学基金重点项目“结构振动台模型试验技术及远程协同试验方法研究”，对大型复杂工程结构振动台模型试验的非线性动力相似关系进行了试验研究和理论分析，主要研究内容如下。 (1)进行了微粒混凝土的尺寸效应、应变率对微粒混凝土力学性能的影响和不同初始静载下微粒混凝土动态力学性能的试验研究，建立了静态和不同应变率下微粒混凝土的本构模型。对微粒混凝土和普通混凝土的相似性进行了探讨。 (2)在分析紫铜板在振动台模型试验中模拟钢结构材料适用性的基础上，研究了不同厚度的紫铜板在不同应变率下的力学性能，并模拟了焊接对紫铜板力学性能的影响。进行了不同直径的铁丝在不同应变率下的力学性能试验。对紫铜板、镀锌铁丝与钢材料的相似关系进行了探讨。 (3)针对现有微粒混凝土弹性模量取值的偏差，提出了微粒混凝土与普通混凝土割线模晕相似的概念。提出了考虑不同楼层混凝土弹性模量偏差影响的楼层混凝土弹性模量确定方法；针对混合结构体系的特点，提出了不同材料体系等效弹性模量的确定方法。总结归纳了重力效应对相似关系的定量影响。针对消能减震体系在复杂高层建筑中应用越来越多的现状，提出了消能减震体系的相似关系。提出了楼板、桁架、型钢构件等的相似关系等效处理方法。 (4)按照本文提出的相似关系设计方法和模型材料强度控制准则以及振动台模型试验施工方法制作了钢—混凝土混合结构高层建筑的1/10、1/20和1/30三个模型，并进行了不同地震烈度下的振动台模型试验。三个不同比例模型的动力特性和动力响应方面具有很好的相似性，宏观破坏形态方面有较好的一致性。结果表明该结构的相似关系和振动台试验结果是合理的，也证明了采用小比例模型进行振动台试验的可行性。通过试验验证了前面提出的弹性模量取值方法、不同楼层混凝土弹性模量的等效方法和不同结构体系弹性模量等效方法的合理性。 (5)对4幢复杂高层建筑的振动台模型试验结果与现场测试结果进行了对比分析，验证了本文提出的动力相似理论的合理性和小比例高层建筑模型试验的可行性。 (6)基于CANNY2008非线性仿真分析程序，进行了2幢高层建筑抗震性能非线性时程分析，并与模型试验结果进行了比较，验证了本文提出的非线性动力相似理论的正确性。 最后，对进一步工作的方向进行了简要的讨论。