基础隔震技术是提升结构抗震能力,保护建筑地震安全性的有效手段,然而目前应用的大多数隔震装置都不具备隔离竖向地震动的功能,而大量的强震观测记录说明巨大的竖向地震分量对建筑结构及非结构构件的潜在威胁不容忽视。实现三维隔震的难度之一在于三向地震作用下的隔震层摇摆问题。在三向地震作用下,上部结构将对基础产生较大的倾覆力矩作用,引起隔震层提离和边角支座的拉伸变形,在水平隔震结构中存在支座拉伸变形过大、支座失效、结构倒塌的风险。对于三维隔震结构,为了实现竖向减震效果,通常其竖向动力刚度较低,隔震层的抗摇摆能力更弱,在三向地震作用下的摇摆抑制问题愈发凸显。本文对三维隔震结构的动力分析模型和摇摆效应进行了研究,从理论上推导平移-摇摆-扭转耦联的动力力学方程,并对三维隔震结构进行摇摆效应分析,提出摇摆反应谱和摇摆抑制装置。论文主要工作如下:(1)对三维隔震体系动力方程进行理论推导,研究刚体模型和多层模型平面内平移-摇摆耦连的动力响应特性以及平动-摇摆-扭转多因素耦合的三维隔震结构空间运动状态的响应特性;通过求解振型对无阻尼受迫振动系统的运动微分方程进行水平、竖向和摇摆的解耦。(2)研究在单向水平输入下、双向水平输入下、三向输入地震动下,结构在不同摇摆周期下摇摆响应、上部结构加速度响应、隔震层位移响应的最大值,建立摇摆角、加速度和位移摇摆反应峰值曲线。(3)研究结构偏心距、高宽比、竖向周期、摇摆周期不同参数下结构的摇摆响应规律,通过建立三维隔震结构地震响应的结构动力控制指标,进而提出优化参数设计理论。完成了振动台试验框架结构模型的摇摆刚度参数影响分析,验证其可靠性。(4)设计摇摆抑制装置,研究应用于三维隔震结构的摇摆抑制装置的组成构造及变形机理,研究摇摆抑制装置水平/竖向随动变形特性、摇摆抑制机理和摇摆抑制装置的极限变形。将摇摆抑制装置应用到三维隔震结构中进行数值分析,验证了附加摇摆抑制装置的有效性。