自复位耗能支撑能够有效消耗地震能量、控制结构地震响应,同时减小甚至消除结构的震后残余变形。自复位耗能支撑包含自复位装置与耗能装置,自复位装置为支撑提供自复位力,需要有足够的变形能力与承载力,耗能装置为支撑耗散能量,要求其在循环加载过程中性能稳定可靠。现有自复位耗能支撑采用芳纶纤维、钢绞线及形状记忆合金等作为复位材料。芳纶纤维、钢绞线承载力高但变形能力不足,形状记忆合金棒变形能力强,但价格昂贵、加工复杂。因此本文提出一种采用碟形弹簧复位、非石棉有机(NAO)摩擦片耗能的装配式自复位耗能支撑,碟形弹簧承载力高、变形能力强,NAO摩擦片在循环加载下无明显磨损,摩擦力稳定,疲劳性能优良。支撑具有良好的装配性能,同时耗能能力、自复位能力及刚度在很大范围内可调节,满足不同情况需求。本文对装配式自复位耗能支撑的抗震性能进行了理论分析与试验研究,建立的改进Bouc-Wen模型能够有效反映支撑的滞回特征,主要内容如下:(1)提出一种新型装配式自复位耗能支撑,该支撑构造简单,工作原理明确,具有优良的装配性能。对其构造进行了介绍,给出设计装配流程,分析其工作原理,建立了支撑简化模型。建立1.336m长的装配式自复位耗能支撑有限元模型,对其施加低周往复荷载,验证支撑工作原理及支撑滞回性能,为支撑的设计提供依据与指导。支撑预压力为80kN,摩擦力分别设为65kN、80kN及100kN,研究摩擦力对支撑性能的影响。支撑工作与预期相符,耗能装置与自复位装置的性能优良,滞回曲线呈旗形,具有良好的自复位与耗能能力。支撑滞回曲线形状饱满,耗能能力随摩擦力的增加而增强;在摩擦力为65kN及80kN时,支撑无残余变形,当摩擦力为100kN,支撑残余变形为1.3mm,小于支撑总长的0.1%。循环加载过程中,支撑耗能能力与自复位能力稳定,不受加载历史影响。(2)设计并加工1.336m长的装配式自复位耗能支撑,根据设计装配流程,完成支撑的装配。对耗能装置进行低周往复荷载试验,结果表明耗能装置性能稳定,滞回曲线饱满,耗能能力强,循环加载过程中摩擦力稳定,摩擦片无磨损。在不同预压力及摩擦力下对支撑施加低周往复荷载,验证支撑工作性能并研究支撑设计参数对其性能的影响。支撑滞回响应与预期相符,限位块与限位板共同作用挤压碟形弹簧,耗能装置与自复位装置协同工作性能优良。支撑滞回曲线形状饱满,随摩擦力增大,滞回曲线包络面积增加,支撑耗能能力增强。当预压力较大时,支撑的滞回曲线呈现稳定旗形。残余变形随预压力的增加而减小,自复位能力增强,当预压力大于摩擦力,支撑残余变形小于支撑总长的0.05%,可忽略,支撑达到完全自复位。(3)提出改进Bouc-Wen模型,用于预测装配式自复位耗能支撑的滞回响应。基于时间步进法,采用龙格库塔法求解改进Bouc-Wen模型,对比试验结果与改进Bouc-Wen模型模拟结果,二者所得滞回曲线基本重合,改进Bouc-Wen模型能有效反映预压力与摩擦力对支撑性能的影响规律;支撑轴力的模拟结果与试验结果相差在10%左右,耗能模拟误差在7%以内。表明改进Bouc-Wen模型能够准确预测装配式自复位耗能支撑的滞回特性。(4)对支撑进行疲劳试验及破坏试验,研究装配式自复位耗能支撑的抗震性能。对支撑施加50次变形比为1.1%的低周往复荷载,分析支撑的疲劳性能。结果表明,支撑滞回呈现稳定可重复的旗形,在50圈加载过程中支撑响应无明显变化,支撑最大承载力波动小于3%,残余变形小于支撑总长的0.1%,等效摩擦增加,增加幅度小于8%,支撑疲劳性能优异,承载力及耗能能力稳定,自复位性能优良。对耗能装置进行动力试验,研究耗能装置破坏机理及破坏后性能,初始摩擦力150kN时,耗能装置在加载频率0.2Hz下摩擦片出现局部溃散,摩擦力降低,耗能装置破坏,但在后续加载过程中耗能能力逐渐重新稳定。逐步增大加载位移研究装配式自复位耗能支撑的破坏机理,支撑在变形比超出1.3%时出现局部屈服,残余变形随加载位移的增加而增加,支撑承载力及耗能稳定。当加载位移超过支撑总长2%时,碟形弹簧压并,支撑轴力突增,支撑杆件端部弯曲,支撑整体屈曲破坏。