风荷载是高层建筑结构设计所需考虑的主要控制荷载,过大的风致振动加速度会引起居住者不舒适,且易引起结构构件的疲劳而降低其使用寿命。为降低高层建筑的风致振动响应,以调谐液体阻尼器（TLD）为典型代表的被动控制系统已被广泛地应用于实际工程中。由于水的黏性阻尼很小,纯水水箱通常不易满足结构风振控制目标的要求,可考虑在TLD系统内部安装耗能构件来提高阻尼,但是耗能构件会降低TLD系统中液体的晃动频率。另一方面,TLD在较大荷载激励作用下,液体晃动通常会出现非线性现象,液体非线性晃动时高阶模态被激发、模态之间出现耦合,导致采用线性理论难以准确评估TLD中液体的晃动特征。由于风洞实验中对应的大缩尺比TLD模型难以制作,实时混合试验是验证TLD系统减振机理最有效的方法,传统的地震振动台时滞效应比较明显,因此如何利用电振动台开展实时混合试验研究具有重要的意义。同时,为提高TLD系统的减振控制效果,对其进行参数优化设计也是非常必要的。因此,为进一步完善带内置耗能构件的TLD系统的理论研究以揭示其减振机理,本文以安装有挡板的矩形TLD水箱为研究对象,采用理论推导、CFD数值模拟及振动台试验相结合的方法,对带内置耗能构件TLD中液体的线性、非线性晃动进行了研究,然后利用振动台实时混合试验对TLD系统的减振效果进行评估,最后还对TLD系统进行了基于风振控制效率的参数优化设计。本论文主要内容如下:1、基于势流理论,推导了矩形TLD水箱在简谐激励、随机激励下由垂直挡板、水平挡板提供的等效线性阻尼比计算公式,考虑挡板对水箱中液体晃动频率的影响及挡板间水动力相互作用对阻尼比的影响计算公式进行了修正,分析了水深比、底部激励幅值、挡板数量及挡板间距等参数对TLD系统阻尼比的影响,并利用振动台试验验证了本文所提出公式的有效性,解决了以往此类TLD系统阻尼比估算偏大的问题。同时,考虑挡板对水箱内液体运动状态的影响,采用振动台试验及数值模拟结果对等效线性阻尼比计算公式的适用范围进行了讨论。另外,还通过对TLD系统侧壁液面波高、底部反力的分析,探讨了带内置挡板TLD等效线性晃动理论的有效性范围。2、基于Faltisen提出的非线性三维模态理论,利用虚功原理推导了由水平挡板、垂直挡板所引起的非线性阻尼比计算公式,考虑挡板对水箱中液体晃动频率的影响,对公式进行了修正,研究了水深比、激励幅值、挡板长度或高度及挡板位置等参数对TLD非线性晃动的影响,并用振动台试验、数值模拟验证了本文的非线性理论计算模型的准确性。同时还讨论了TLD在不同水深比、挡板长度或高度下,非线性理论计算模型的适用范围。3、以结构控制第三代Benchmark模型为例,设计了缩尺比分别为1/30、1/40和1/50的三个带内置挡板的矩形TLD水箱,利用振动台试验及数值模拟,通过对比在不同激励幅值和激频比下对应相同位置点处的TLD侧壁液面波高、底部剪力值,研究了模型缩尺效应对带内置挡板TLD力学性能的影响,研究结果表明模型缩尺效应对TLD的侧壁液面晃动波高、底部剪力没有影响。4、基于小型直线电振动台,利用Lab VIEW软件、MATLAB/Simulink软件、NI Compact RIO嵌入式系统及剪力传感器采集系统构建了实时混合试验平台,该平台突破了高层建筑减振控制系统在风洞试验中因缩尺模型难以反应原型动力特性的限制,适用于各种带有减振控制系统结构的实时混合试验,操作简便且精度较好。利用该平台研究了带内置挡板TLD系统对第三代Benchmark模型高层建筑的风振控制效果,并与数值模拟进行了对比,发现两者吻合度较好,且TLD对结构有较好的减振控制效果。5、基于TLD系统的等效线性化理论,进行了带内置挡板耗能构件TLD控制系统对高层建筑风振控制的参数优化设计研究,推导得到TLD系统与主体结构的最优频率比、TLD系统的最优阻尼比计算公式。以内置有垂直挡板的TLD系统为例,给出了其具体的优化设计过程,包括挡板的数量、高度及位置参数的二次优化,并用振动台实时混合试验结果验证了优化结果的可行性。