随着国民经济的不断发展，工业水平不断提高，各类工业项目逐年增加。由于具有工厂生产、现场拼装、工期短、成本低等优点，高耸钢烟囱逐渐成为大型工业企业的首选。与普通高耸结构相比，高耸钢烟囱，特别是那些超高、大长细比的钢烟囱，往往具有结构柔、质量轻、阻尼小等独特性能。这些都造成了这类结构通常对风荷载极其敏感，抗风设计成为了其设计过程中极其重要的部分，与此同时，对于一些超高钢烟囱而言，不采取任何振动控制措施几乎无法实现。而当前的研究很少针对此类结构，且我国相应规范对于该类结构的适用性仍需进一步探讨，因此，开展高耸钢烟囱风振响应分析与控制理论和方法的研究，建立适用于高耸钢烟囱的振动控制设计方法成为高耸钢烟囱设计亟待解决的问题，同时也是整个土木工程结构风振控制理论研究的重要组成部分。本文以超高、大长细比的自立式高耸钢烟囱为研究对象，围绕结构风振响应与振动控制，从高耸钢烟囱的动力特性与风振响应分析、振动控制装置及其分析方法、风振控制优化设计与实用设计方法三个方面，系统地开展高耸钢烟囱风振响应及其控制方法的相关理论、数值模拟与试验研究。本文所完成的主要工作和取得的主要成果包括:　　 1、研究了高耸钢烟囱的计算模型和动力特性:(1)针对高耸钢烟囱的结构特点，研究并推导了高耸钢烟囱的连续模型和集中质量模型，同时建立了其有限元模型;(2)建立了基于Adomian分解法(AdomianDecompositionMethod，ADM)的高耸钢烟囱动力特性求解方法;(3)在统计分析和数值模拟的基础上，开展了基于BP神经网络的动力特性非线性回归和基于多种函数表达式的动力特性线性回归研究，并最终建立了高耸钢烟囱动力特性的计算表达式。通过多种模型及实测数据的对比分析，表明:本文建立的连续模型和集中质量模型均能够较好地模拟高耸钢烟囱的动力性能，基于ADM的连续模型由于采用了最少的计算假定，所得结果更为精确，且振型曲线更为光滑，特别适用于高耸钢烟囱动力特性的求解;同时，本文建立的频率与振型表达式能够较好地预测高耸钢烟囱的动力特性，合理选用表达式能够快速简便地预测高耸钢烟囱的动力特性。　　 2、研究了风荷载模拟和结构风振响应分析理论:(1)总结了风荷载的湍流特性和概率特性，结合高耸钢烟囱及我国规范的特点，通过引入谱分解和FFT技术对一般谐波叠加法进行了简单改进，并通过数值模拟与谐波叠加法和线性滤波法进行了比较研究;(2)深入研究了高耸钢烟囱风振响应的时域和频域分析方法，并对横风向风振的不同分析方法进行了比较研究;(3)根据风荷载作用下结构振动的空气动力学原理，建立了高耸钢烟囱风-结构耦合作用时的风振响应分析模型，并讨论了气动阻尼对高耸钢烟囱风振响应的影响。基于数值模拟的比较表明:本文所提出的改进谐波叠加法相较常用的两种风荷载模拟方法具有一定的优越性，但仅能针对高耸结构和规范风谱;当前高耸钢烟囱顺风向风振理论已较为成熟，而横风向风振理论尽管研究较多，但各方法结果之间差异较大，设计时需多方法相互校验或通过试验进行验证;风-结构耦合作用对高耸钢烟囱影响巨大，不可忽略。　　 3、研究了高耸钢烟囱振动控制技术和试验方法:(1)设计了五种适用于高耸钢烟囱的调谐减振装置和消能减振装置，建立了它们的力学模型，并进行了参数分析;(2)建立了这些控制技术用于高耸钢烟囱时的分析方法，并探讨了各技术控制效果的影响因素和规律;(3)提出了基于遗传算法和满意度的高耸钢烟囱风振控制优化设计方法和基于多目标遗传算法(NSGA-Ⅱ)的高耸钢烟囱风振控制优化设计方法;(4)以某90m高钢烟囱为原型，设计制作了其1∶10缩尺模型，开展了高耸钢烟囱振动控制的试验研究。研究表明:本文所设计的振动控制装置能够较好地控制高耸钢烟囱的风振响应;所建立的分析方法与优化理论能够用于高耸钢烟囱的风振响应分析与风振控制优化设计;所建立的基于遗传算法的模型修正方法，可以较好地对试验对象的数值模型进行修正。　　 4、研究了高耸钢烟囱的抗风与风振控制设计方法:(1)对比研究了各规范中高耸钢烟囱抗风设计的方法，总结了中国规范方法在计算高耸钢烟囱风振响应时存在的问题;(2)基于等效阻尼比的概念和高耸钢烟囱抗风的规范设计方法，建立了高耸钢烟囱风振控制的简化设计方法。研究表明:本文建立的抗风设计方法可以用于高耸钢烟囱减振装置的设计;减振装置可有效地控制高耸钢烟囱的动力响应;各装置对横风向风振的控制效果均好于对顺风向响应的控制，这对于可能由涡激振动导致破坏的高耸钢烟囱尤为重要。