近年来,摩擦耗能减震技术因其优良的减震效果得以快速发展,已在实际工程中得到广泛应用。其利用摩擦耗能装置消耗地震输入的能量,以减轻结构的地震响应。但现有摩擦减震装置存在许多不足,如当预紧力确定后阻尼力为常数,小位移工作条件下耗能低,大预紧力下才能提供大摩擦阻尼力等。为了克服这些不足,因此,本文提出一种具有位移放大功能的新型摩擦耗能减震器。采用理论分析和仿真模拟方法,对新型摩擦耗能减震器的方案设计、结构设计、力学性能、减震性能和减震体系的动力学优化设计展开详细研究工作。具体研究工作和取得的成果如下:(1)论述了新型摩擦耗能减震器位移放大原理以及相应的结构设计方案,并对减震器力学性能进行了分析计算,得到了该型耗能减震器的非线性滞回特性曲线,并且与现有摩擦型耗能减震器进行对比分析。研究结果表明,新型摩擦耗能减震器可以将位移放大6倍以上,在小预紧力条件下就拥有较大摩擦阻尼力并具有马鞍形滞回曲线特性,比现有摩擦耗能减震器具有更强的耗能能力。(2)研究了新型摩擦耗能减震器对平面钢框架结构的加固作用。在减震结构建立时考虑土—结相互作用,采用时域子结构法确定地基土的弹簧刚度和阻尼系数。利用ADAMS软件建立柔性框架结构和减震器力学模型,并对新型摩擦耗能减震体系进行静力学分析,考察了减震结构的层绝对位移、层间位移响应和应力分布情况。仿真分析结果表明,新型摩擦耗能减震器对平面钢框架结构具有良好的加固作用。(3)对新型摩擦耗能减震器在平面钢框架上的减震性能进行了研究。首先对新型摩擦耗能减震体系进行了动力学仿真分析,研究其结构体系的幅频特性。仿真结果表明,新型减震器对于框架结构层间位移和层绝对位移幅值的控制要优于现有减震器,结构顶层绝对位移幅值降低了 48%。再对新型摩擦耗能减震体系进行了地震荷载作用下的波动时程分析。仿真结果表明,新型减震器在对结构在地震作用的层间位移、层绝对位移、层绝对加速度和底层剪力具有明显的控制效果,且优于现有减震器,对上述指标最大幅值的降幅分别为34.71%、34.59%、34.79%、35.10%。(4)对新型摩擦耗能减震体系进行了动力学优化设计研究工作。先拟订可行的不同减震器布置方案,然后对减震结构体系进行动力学分析,以减震结构的层间位移和层绝对位移为目标函数,最终通过目标函数求解得出最优的减震器布置方案。计算结果表明,对角双斜撑布置方案要优于人字形双斜撑布置方案,其减震率达到了 33.83%;三角单斜撑布置方案要优于平行单斜撑布置方案,其减震率达到了 11%。