施工技术和材料科学的进步以及城市建设的需要,建筑结构日益向更高、更轻、更柔的方向发展。风荷载对结构的影响越来越显著,并逐渐成为影响结构安全性和适用性的控制荷载。高层建筑结构在风荷载作用下的风致响应分析以及风振控制问题是目前进行高层建筑结构设计首要关注的问题之一。调谐质量阻尼器（TMD）以其安装灵活方便、对结构风振响应控制效果较好的特性获得了国内外学者越来越多的关注,并在实际工程的抗风控制中得到了广泛的应用。自然风中的脉动分量是引起结构风激振动的主要因素。计算中通常将脉动风分量简化为平稳随机激励,并对建筑结构模型进行较大的简化。例如,结构避免使用高自由度的有限元模型而通常被假定为一维模型,取少量的振型参与振型叠加,忽略振型之间的耦合以及假定荷载之间互不相关,等等。另外,基于正交阻尼假定的结构在增加TMD之后阻尼矩阵将失去正交特性,使得运动方程不能用实模态进行解耦,也给应用频域法计算结构—TMD耦合系统风振响应带来一定的困扰。 本文将虚拟激励法引入高层建筑的风激随机振动计算,采用三维有限元模型,对高层建筑——TMD系统的平稳随机风振响应、高层建筑结构的舒适度问题,以及基于舒适性设计的灵敏度分析方法进行了研究。主要包括以下几个方面： 1采用Davenport风速谱生成便于应用于频域计算的风荷载功率谱,考虑激励点之间的部分相干效应,应用虚拟激励法计算高层建筑结构的风振响应。 2对高层建筑结构的舒适度问题进行了讨论,并对设置了TMD装置的结构,其阻尼为非正交阻尼的情况,应用虚拟激励法将风荷载的随机作用转化为一系列简谐荷载的叠加,推导出其随机响应的分析公式。 3针对高层建筑结构的舒适度灵敏度分析,通过将结构运动方程直接对设计变量求导,得到与运动方程形式一致的动力灵敏度的求解方程,应用虚拟激励法求解加速度响应对设计变量的灵敏度,避免了反复求解特征值灵敏度和特征向量灵敏度的繁重的工作,从而使得结构随机响应的灵敏度计算更加快捷。