随着经济社会的不断发展，建筑结构形式及使用要求等均向大空间、大跨度形式快速发展。尤其是高层建筑结构抗震问题，一直是土木工程设计中十分重要的环节。建筑结构抗震方法通常是以“硬抗”为主要途径，即增大结构刚度、结构质量以及截面尺寸等方法，这样不仅增加建筑成本，而且减震效果有待商榷。结构振动控制，尤其是被动控制作为一种新型减震手段，以其相对完善的理论基础和良好的控制效果，越来越多的应用于高层建筑结构抗震中。
本文提出了一种基于空腔楼盖的新型减震装置——滚动型调谐质量阻尼器（TRMD）。这种耗能装置由球形振子和圆弧轨道组成，通过预先在双向密肋空腔楼盖的空腔构件中设置一个或多个TRMD，主结构在地震作用下产生振动并带动TRMD运动，从而利用振子与轨道间滚动摩擦进行耗能减震；同时能够充分利用空腔楼盖内部空间协同发挥作用。
分别基于振子转角位移θ无小量假定和小量假定，运用拉格朗日运动方程推导了单层和多层带TRMD耗能体系的运动微分方程。运用数值模拟进行减震分析，计算结果表明：在不同地震激励下，TRMD能有效抑制结构峰值位移及能量幅值；同时，通过对比得出振子转角位移小量假定的适用范围为θ小于1 rad；分析了TRMD的减震效果与地震波加速度幅值间关系。对于多层带TRMD耗能体系，本文基于小量假定前提，具体从TRMD底层布置、顶层布置、每层均布、隔层布置和顶三层布置等五种布置方案进行了数值分析。结果表明：顶层布置效果最佳，底层布置效果最差，且在不同地震激励下的减震效果区别很大。基于TRMD顶层布置，推广到n个相同参数TRMD的减震分析，计算结果表明n值越大，TRMD峰值位移越小，但是会降低减震效果。
由于地震动具有明显的的随机特性，有必要对该新型减震系统进行随机动力分析。基于平稳白噪声和Kanai-Tajimi谱模型，分别运用Monte-Carlo模拟和统计线性化方法进行了单层和多层带TRMD受控体系的随机动力分析。数值结果表明：TRMD不仅能有效抑制结构稳态位移响应均方差，而且大大缩短结构达到稳态响应的时间。同时，对比结果表明在计算精度一定前提下，二者计算结果十分接近。由于统计线性化方法能够显著提高随机动力分析的计算效率，因此，为进一步进行TRMD参数优化打下基础。最后，利用统计线性化方法的解析积分解验证数值积分解的正确性。
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