本发明公开了一种基于广义范德波尔振子模型的非线性结构阻尼计算方法，首先开展静风条件下的节段模型自由振动风洞试验，采集节段模型扭转向的位移响应时程；再从位移响应时程中摘取每个振动周期的测试振幅，计算每个测试振幅对应的瞬时结构阻尼；最后以若干瞬时结构阻尼和对应的测试振幅拟合得到非线性结构阻尼比与时程的关系，得到非线性结构阻尼比的算式。采用本发明的显著效果是，可以快速准确地通过结构自由振动衰减响应时程计算非线性结构阻尼；从而为大型工程结构振动响应计算、设计工作提供可靠依据。