颗粒阻尼技术是将颗粒材料按一定的填充率放入结构内部或结构附属空腔中，受控结构振动时，颗粒间、颗粒及腔体间不断碰撞和摩擦，不但有动量交换，而且能够消耗系统的振动能量，藉此达到减轻结构振动的目的。颗粒阻尼技术具有减振效果好、作用频带宽、布置灵活、可提供分布阻尼、造价低廉、无需维护和使用寿命长等诸多优点，因而在航空及机械振动控制领域得到了广泛的研究和一定的应用。但在相对低幅、低频的建筑结构振动控制领域中有关颗粒阻尼器性能的研究仍较少，针对建筑结构的颗粒阻尼器应用方法研究尚处探索阶段。本文充分借鉴颗粒阻尼技术的研究成果，对可用于建筑结构领域的颗粒阻尼器的参数（颗粒质量、填充率，颗粒材料、粒径、数量等）对其性能的影响进行了试验和数值模拟研究，并基于振动台试验对颗粒阻尼器在建筑结构中的减震（振）控制效果、布置原则及减震设计参数（阻尼器数量、连接刚度和附加耗能颗粒）影响进行了系统的研究。主要研究工作及成果包括如下几个方面。　　(1)颗粒阻尼器性能试验研究　　以钢珠、玻璃珠为颗粒材料，设计制作了与多层框架结构基频相近的单自由度钢框架结构，通过简谐激励试验研究了颗粒阻尼器填充率，质量比，颗粒材料、粒径、数量，激励频率和强度等参数对颗粒阻尼器性能的影响，通过在颗粒阻尼器腔体内壁附加缓冲层，模拟研究了恢复系数对建筑用颗粒阻尼器性能的影响，同时通过附加微细颗粒明确了碰撞耗能对建筑用颗粒阻尼器性能的影响。　　试验结果表明，颗粒在腔体内的填充状态和颗粒附加质量对颗粒阻尼器的性能有显著影响:颗粒堆积前，颗粒阻尼器性能随填充率的增加先变好后变差，存在一最优填充率，颗粒堆积后，颗粒运动受限，阻尼器性能变差;随颗粒质量的增加，在其各自最优填充率时阻尼器的性能增加，但增加程度趋于变缓;质量比一定的情况下，颗粒材料、粒径和数量显著影响颗粒的填充状态，对颗粒阻尼器的最优性能影响不大;在本文所研究的激励强度范围内，随激励强度的增加，附加颗粒阻尼器后结构的响应先降低后趋于稳定;当激励频率接近或者大于结构基频时，结构的加速度和位移响应均明显降低;在本文的研究条件下，附加缓冲材料和微细耗能颗粒后颗粒阻尼器的性能略有变差。　　(2)颗粒阻尼器性能数值模拟　　以试验用单自由度钢框架为原型，将颗粒群之间的相互作用简化为两颗粒的相互作用，基于结构动力学、摩擦学和碰撞力学等相关知识，建立了两颗粒-单自由度结构体系的运动方程，编制MATLAB程序对颗粒阻尼器的性能影响参数进行了分析，并与试验结果进行了对比。　　数值模拟结果表明，在本文研究的参数下，随颗粒附加质量增加，颗粒阻尼器性能变好;恢复系数与净边距过大或过小，颗粒阻尼器性能都变差，均存在一较优值;自由振动时，随激励强度的增加，颗粒阻尼器性能变好，随激励强度的进一步增加，颗粒阻尼器性能趋于稳定甚至略有降低;简谐波激励下，随激励强度的增加，颗粒阻尼器对结构的控制效果增加;当激励频率接近或者大于结构基频时，结构的位移响应得到了明显的控制;相比相同质量的调谐质量块，本文研究的颗粒阻尼器减振频带更宽，控制效果的鲁棒性更好。颗粒阻尼器性能数值模拟结果与试验结果基本一致，验证了两颗粒-单自由度结构简化模型及试验结果的有效性。　　(3)基于结构减震试验的颗粒阻尼器参数有效性分析　　基于颗粒阻尼器性能试验和数值模拟研究结果选定的颗粒阻尼器较优参数，选取不同场地类别、不同激励强度的地震波，通过电磁振动台试验研究了地震波作用下所选取的颗粒阻尼器参数对单自由度钢框架结构地震响应控制效果的有效性，分析了地震波场地类别、激励强度对颗粒阻尼器减震控制效果的影响。　　试验结果表明，附加颗粒阻尼器后结构的地震响应降低，本文选取的颗粒阻尼器参数有效;颗粒阻尼器减震频带较宽，对不同场地地震波作用下的结构地震响应均有一定的抑制作用;颗粒阻尼器对加速度响应的控制效果优于对位移响应的控制效果;激励强度较低时，场地类别对颗粒阻尼器减震效果影响较大，激励强度较高时，场地类别对颗粒阻尼器减震效果影响不显著;在本文研究条件下，激励强度对颗粒阻尼器减震控制效果影响不显著。　　(4)刚性连接颗粒阻尼器减震效果试验研究　　为进一步完善颗粒阻尼器在建筑结构中的减震控制方法，设计制作了某缩尺比例为1∶30的钢筋混凝土框架模型及可用于试验模型的刚性连接颗粒阻尼器，通过振动台试验研究了刚性连接颗粒阻尼器布置位置和质量比对框架结构减震控制效果的影响。　　试验结果表明，附加颗粒阻尼器后，阻尼器布置位置处的结构响应均有所降低，本文设计制作的颗粒阻尼器具有良好的减震控制效果;随颗粒阻尼器质量比的增加，颗粒阻尼器的减震控制效果提高;阻尼器布置位置对颗粒阻尼器减震控制效果影响显著，阻尼器应布置在结构位移响应较大的位置。　　(5)调频型颗粒阻尼器减震效果试验研究　　为研究不同连接条件颗粒阻尼器的减震控制效果，设计制作了可用于框架结构试验模型的调频型颗粒阻尼器，并基于TPD简化力学模型-双层调谐质量阻尼器的优化设计方法对TPD参数进行了选取，对设置TPD前后的模型进行了振动台试验，研究了TPD连接刚度和附加微细耗能颗粒对调频型颗粒阻尼器减震控制效果的影响。　　试验研究结果表明，依据本文设计方法得到的TPD能有效降低地震作用下试验模型的位移响应;激励强度是影响TPD控制效果的关键因素，随着激励强度的增加，TPD的总体控制效果（均方根减震率）提高，TPD对试验模型峰值位移响应的控制效果非线性显著;TPD与受控结构连接刚度（TPD沿振动方向基频）对TPD减震控制效果影响显著，TPD自振频率与结构控制方向基频之比在0.90～1.10范围内，TPD总体减震效果较优;与未附加微细耗能颗粒的传统调频型颗粒阻尼器相比，附加微细耗能颗粒后TPD的减震效果略有降低，土木工程领域颗粒与腔体间相对运动提供的调谐作用是影响TPD减震效果的重要因素。