当框架结构在高度方向采用不同材料建造将形成框架型竖向混合结构。在不同部位相异的材料阻尼和辐射阻尼共同影响下,竖向混合结构是一个非常复杂的非比例阻尼体系。本文以框架型竖向混合结构为研究对象,基于理论分析和振动台试验,首先进行框架结构的动力特性和物理参数识别的研究,然后进行竖向混合结构阻尼矩阵构建方法研究,以提高竖向混合结构地震反应的计算精度。主要研究内容和成果如下:（1）改进了实时耦联动力试验的激振荷载,进行了弹性半空间场地的框架结构动力特性的试验,并建立了相应的模态参数识别方法。所提的激振荷载是以Fourier谱幅值与频率成反比、带通的平稳随机荷载作为激励进行实时耦联动力试验。根据结构的振动响应,建立了综合运用经验小波变换、随机减量法和Hilbert变换的识别结构自振频率和阻尼比的技术。进行了三个钢结构框架模型的刚性基础和土-结构相互作用的模态参数识别试验,验证了实验方法的合理性。（2）为提高直接法有限元模型分析结构模态的计算效率,基于土-结构相互作用下结构自振频率略小于刚性基础下结构自振频率的特点,建立依次特征值平移的复模态分析方法进行土-结构相互作用体系模态分析,然后,利用局部模态质量比指标,用以从大量模态中快速、准确提取结构模态。（3）为建立框架实验模型更精确的有限元模型,根据试验模态分析所得自振频率和模态,提出了完整模态的修正质量矩阵的迭代约束优化解和侧移刚度的最小二乘解。该方法是以试验模型总质量为约束条件,构建了与初始解无关的集中质量的迭代修正计算方法,当模态没有误差情况下,迭代解收敛到精确解。对于非完整模态,提出了变配重的集中质量识别方法。对于非完整模态下变配重集中质量识别方法,则综合多个配重的模态实验结果,直接得到实验模型的集中质量。在此基础上,根据自振频率和模态建立了层间侧移刚度的加权最小二乘法。然后,以3层框架结构数值模型和2层框架的试验模型验证了物理参数识别方法的精度和稳定性。（4）为构建竖向混合结构的阻尼矩阵,进行了刚性基础和弹性半空间下竖向混合结构的实验模态分析。在此基础上,提出了上部子结构采用整体结构自振频率作为参考频率,下部子结构采用下部结构自振频率作为参考频率的Rayleigh阻尼矩阵构建方法。提出子结构阻尼比的修正系数,用于提高辐射阻尼影响下竖向混合结构阻尼矩阵构建精度。（5）为在刚性基础竖向混合结构简化计算模型中考虑土-结构相互作用辐射阻尼的影响,基于子结构修正阻尼比作为参考阻尼比构建子结构的Rayleigh阻尼矩阵。以10层竖向混合结构为例,进行等效刚性基础模型的地震反应分析,并与区域缩减法的计算结果进行对比,验证简化计算模型的合理性和精度。（6）基于实模态的复模态叠加法,进行了具有附加阻尼器的竖向混合结构的地震反应分析,研究了竖向混合结构模态比随附加阻尼的变化规律,以及强制解耦实模态叠加法计算误差的变化规律。计算结果表明当耦合指数大于0.2时,不建议使用强制解耦实模态叠加法进行竖向混合结构的地震反应分析。