消能减震加固是一种重要的结构恢复增强手段,它通过在特定部位加装消能减震装置改变结构自身动力特性,从而实现对结构抗震能力的增强。粘弹性阻尼器是一种常见的消能减震装置,因其耗能效果好、施工难度小、生产成本低等优点在工程中得到了广泛应用。本文以震损粘弹性减震恢复增强结构为对象开展了全面而深入的研究,首先从损伤构件的性能退化规律着手,建立并验证了基于统计学综合性能退化的损伤构件恢复力模型,然后采用该恢复力模型实现了对震损粘弹性减震恢复增强结构的建模和弹塑性时程分析,最后基于MATLAB-OpenSEES联合平台开发了可以较好地解决震损粘弹性减震恢复增强结构优化设计的参数优化算法和优化布置算法。本文的主要研究内容具体有以下几个方面:1)为定量描述损伤构件的性能退化程度,从骨架曲线退化及滞回规则退化两方面定义了强度退化指数αM、刚度退化指数αK及滞回耗能退化指数αγ。通过对结构性能数据库中大量构件往复加载试验数据的回归分析,建立了基于统计学综合性能退化的损伤构件恢复力模型。采用OpenSEES对四组构件在损伤状态下的往复加载进行模拟,模拟结果与试验结果吻合良好,验证了恢复力模型的正确性。最后使用Kunnath模型损伤指数D’替代Park-Ang模型损伤指数D重新进行了分析,并对比了两次结果的优劣。2)采用基于统计学综合性能退化的损伤构件恢复力模型进行了震损结构模型的建立,通过对比某五层框架完好结构模型组合地震波输入、震损结构模型单一地震波输入的弹塑性时程分析结果,证明了该建模方法的正确性。在此基础上结合Park等人对损伤等级的划分提出了一种基于表观损伤的实用建模方法,以某八层框架为例进行了三种震损状态下的结构建模和弹塑性时程分析。最后根据Kelvin模型在OpenSEES中对粘弹性阻尼器进行模拟,实现了对震损粘弹性减震恢复增强结构的弹塑性时程分析。3)基于MATLAB-OpenSEES联合平台开发了粘弹性阻尼器的参数优化算法和优化布置算法,前者可实现阻尼器总等效刚度Kd在楼层间的最优分配并得到震损结构Cθ-Kd曲线,后者可求解固定数目、相同规格阻尼器在结构竖向上的优化布置方案。基于这两种算法,提出了一套震损粘弹性减震恢复增强结构优化设计流程,并以某十一层震损框架为例进行了优化设计。最后针对优化布置算法中的目标函数进行了深入研究,分析了权重系数取值对优化结果的影响,并提出了一种基于控制率的改进目标函数,经检验具有良好效果。本文的创新之处在于:1)在定义了可定量描述损伤构件性能退化程度的退化指数后,通过回归分析建立了基于统计学综合性能退化的损伤构件恢复力模型,采用该恢复力模型对震损结构进行建模及弹塑性分析兼具准确性和便利性。2)基于MATLAB-OpenSEES联合平台开发了粘弹性阻尼器的参数优化算法和优化布置算法,综合利用了 MATLAB的数值计算优势及OpenSEES的非线性分析功能,可以实现对震损粘弹性减震恢复增强结构的优化设计。