近年来,空间结构在我国不断涌现。由于体量庞大和空间受力复杂的特点,空间结构的抗震性能受到了广泛关注。以往的研究表明,隔震控制是一种积极有效的减震技术。常见的隔震装置可分为叠层橡胶支座、滑动支座以及附加耗能部件的隔震支座。上述隔震装置已经在多层、高层建筑工程以及桥梁工程中得到了成功的应用。然而,现有的隔震支座仍然存在耐久性及复位能力的不足。为了研发高性能的隔震装置,形状记忆合金材料(Shape Memory Alloy,简称SMA)这一新型智能材料被引入到工程结构振动控制领域。基于空间结构的动力特性和地震响应特征,本文利用大尺寸SMA螺旋弹簧与平面摩擦支座提出了一种新型复合型隔震支座——SMA弹簧-摩擦支座(SMA Spring-Friction Bearing,简称SFB),并对其开展了试验研究和理论分析工作。主要的研究内容和成果如下:(1)开发了一种新型SFB隔震装置,其中:由平面摩擦支座支承上部结构竖向荷载并提供水平方向的柔性,由大尺寸SMA螺旋弹簧提供恢复力实现支座的震后复位。根据SFB的工作原理,建立了SFB的理论模型,提出了其关键参数的计算方法。对采用不同设计方案的SFB进行了系统分析,掌握了SFB滞回性能的主要特征。(2)采用两种Ni Ti记忆合金(Ni50.8Ti49.2和Ni51.0Ti49.0)制作了大尺寸SMA螺旋弹簧,对其开展了力学性能试验研究,考察了加载次数、加载频率和位移幅值对SMA螺旋弹簧滞回性能的影响。研究表明,超弹性SMA螺旋弹簧可提供稳定的滞回曲线,且具有良好的复位性能和大变形能力,可用于结构自复位控制装置的研发。(3)设计加工了两种SFB实物支座模型(I型SFB、Ⅱ型SFB)。上述两种SFB分别使用了经过预压缩和未经过预压缩的SMA螺旋弹簧,从而形成了具有不同特性的隔震装置。对两种SFB进行多种工况的力学实验研究,考察了不同竖向压力、加载频率和位移幅值下SFB的滞回曲线。研究表明,不同试验工况下SFB均能够提供稳定而饱满的滞回曲线,在工程结构可复位隔震控制中具有良好的应用潜力。(4)基于SFB的理论模型,利用有限元软件ABAQUS对两种类型的SFB进行了有限元模拟。在SFB的有限元模型中,实体单元和连接单元模拟分别用于模拟滑动支座和SMA螺旋弹簧的非线性力学行为。进而,将SFB的模拟滞回反应与试验滞回反应进行了对比分析。研究表明,模拟结果与试验结果吻合良好,从而验证了所提出SFB有限元模型的可行性和有效性。(5)建立了基于SFB的网架结构隔震控制体系。对于某网架结构,采用II型SFB的工作机制设计了自复位隔震装置。利用SAP2000结构分析软件建立了受控网架结构的计算模型。根据SAP2000软件提供的非线性单元特性,SFB可通过并联摩擦单元、非线性弹性单元和Wen单元进行模拟。利用上述模型开展了结构地震响应数值模拟。研究表明,受控网架结构的地震响应大幅度降低,同时SFB的位移可有效控制在设计范围内。