调谐质量阻尼器（TMD）是一种有效的结构控制方法，当其与主体结构相调谐时TMD通过自身的剧烈振动消耗能量减小结构响应。但当主体结构频率发生变化时，TMD 与之失调，减振性能退化。非线性能量阱（NES）具有非线性的恢复力-位移关系，能够在较广频率范围内发生共振，其减振性能受主体结构频率变化的影响较小。但同时，NES的非线性特点使其减振性能对荷载大小极为敏感。
　　本文提出了将非线性和线性特点相联合的五类结构控制方法——单质量非线性能量阱（单质量NES）、双质量非线性能量阱（双质量 NES）、非对称非线性能量阱（非对称 NES）、碰振双质量非线性能量阱（碰振双质量NES）和单边碰振非对称非线性能量阱（碰振非对称NES）。五者集NES的频率鲁棒性和TMD的能量鲁棒性优势于一体。本研究以各控制装置的运动方程为理论基础，建立数值模型进行模拟分析，并实施试验进行考察验证：
　　1.对单质量NES和双质量NES进行理论研究，首先建立了两自由度主体结构分别使用两类控制方法的数值模型，并在脉冲型荷载作用下分别对单质量NES和双质量NES进行质量比例和刚度等参数优化。结果表明，单质量NES和双质量NES两类线性-非线性联合控制方法具有与NES和TMD相近的减振性能和较高的频率鲁棒性和能量鲁棒性，其中双质量 NES 较单质量 NES 更具优势。然后在双质量NES 基础上提出碰振双质量 NES，使两个小质量之间发生碰撞以增加耗能。然后以某三层小型框架实体模型为主体结构进行参数优化和数值分析，为后续试验设计提供基础。碰振双质量 NES 减振性能较双质量NES有所改善，线性-非线性联合控制方法较完全非线性和完全线性的方法具有更强的减震鲁棒性。
　　2. 对非对称NES进行理论研究，以前文中三层小型框架实体模型为主体结构进行数值分析，在脉冲型荷载作用下对非对称 NES 的控制参数进行优化。同时，在非对称 NES 的一侧增加碰撞装置，利用非对称NES与主体结构之间的碰撞增加耗能，得到碰振非对称NES。结果表明，具备线性和非线性优点的非对称NES和碰振非对称NES具有较高的频率鲁棒性和能量鲁棒性，且通过脉冲型荷载优化得到的控制装置在地震作用下亦具有较好的减震效果，相较完全非线性或线性方法，两类非对称NES对复杂荷载和环境变化具有更强的适用性，增加碰撞能进一步改善非对称NES减振性能。
　　3. 对数值模拟中减振效果较好的几类控制装置进行试验设计和试验验证。试验所考察的控制装置包括双质量NES、非对称NES以及在两者基础上增加碰撞所得到的碰振双质量 NES 和碰振非对称NES，同时，为了更好地进行对比，试验中还考察了TMD和一型NES （即传统NES）。当三层小型框架主体结构每层设置六柱时，模拟原始结构，双质量NES、非对称NES、碰振双质量NES和碰振非对称NES 均能展现出良好的控制效果，与已调谐的 TMD 控制效果相当；当主体结构每层设置四柱时，模拟受损结构，新所提出的四类控制方法由于具有非线性特点，减振性能基本没有退化，仍可保持优越的控制效果。
　　4.将经过试验验证的各控制装置应用于真实体量的楼房结构，以某八层原型钢框架楼房为例进行数值分析，考察不同荷载作用下的结构位移响应。结果表明，几类控制方法在实际楼房结构中展现出极佳的减振效果，双质量NES、非对称NES、碰振双质量NES和碰振非对称 NES 在脉冲型荷载和地震作用下减振效果显著，具有应用于实际工程的潜能。