随着结构振动控制理论的发展,越来越多的振动控制装置被应用到实际工程中,尤其以被动控制为主的一些新型减震体系。相比传统抗震手段通过增大结构刚度和质量来抵抗地震作用,被动控制不但具有相对完善的理论知识系统,而且由于其良好的控制效果一直备受工程师们的青睐。本文据此讨论分析了滚球质量调谐阻尼器(TRMD),一种安装于空腔楼盖中的新型被动控制装置。该减震体系有效的利用了空腔楼盖中的空腔空间,使TRMD与空腔楼盖之间协同工作。TRMD内部构造极为简单,由滚球型振子及圆弧轨道构成,其减震原理为:主结构在承受地震激励作用时,会产生激烈的振动,从而带动空腔楼盖中的振子振动,并通过振子的振动来消耗地震能量。TRMD同时还具有布置灵活、易于实现以及便于维护等诸多优点。通过拉格朗日方程得出单层平动扭转耦合结构在设置TRMD时的运动方程。在历史上已发生的地震作用下,利用数值分析软件对比得出TRMD耗能体系的抗震能力,结果表明:将不同的地震激励分别作用于带和不带TRMD平动扭转耦合结构时,发现TRMD无论是对平动或是扭转方向的位移响应均得到了很好的抑制作用;同时,通过对比分析不同外部地震激励的作用,得到的TRMD的减震效果不同。由于不同的外部地震激励作用下,TRMD的减震效果不同,故需对该TRMD体系在随机动力下进行对比分析。本文通过蒙特卡罗模型的方法,在白噪声激励下对单层带和不带TRMD平扭耦联结构进行对比分析。通过数值计算后,得出的结果表明:TRMD耗能体系对于结构平动及扭转方向的稳态位移响应均方差均有不同程度的抑制作用,且对于降低平动方向稳态位移均方差的效果更佳,同时使结构快速进入稳态位移响应状态。为得到最优的减震效果,本文考虑了整个系统中各个参数的影响。由于结构参数对该体系的减震效果影响较小,因而本文在优化前给定各结构参数的值,且仅考虑对纯扭结构设置TRMD耗能体系,并对TRMD的参数进行优化设计。通过等效线性化原理,并利用定点理论得出了TRMD耗能体系的最优参数设计。数值结果表明:优化参数下的TRMD的减震效果更加明显。