结构在不同的振动水平下具有不同的减振和耗能需求,然而现有自复位耗能支撑起滑力通常较大,无法兼顾强振和弱振工况,出现弱振下不起滑或强振下耗能不足的问题,不利于自身抗震性能的充分发挥。同时,自复位耗能支撑起滑前后的刚度变化对结构整体的总刚度有较大影响,刚度突变越剧烈,结构响应的非线性程度越高,因此支撑在起滑前后的刚度差异不宜过大。为解决现有自复位耗能支撑起滑力大、起滑前后刚度突变剧烈的问题,本文提出了一种新型自复位变阻尼耗能支撑,采用组合碟簧提供复位能力,通过构造设计实现磁流体变阻尼耗能,主要研究内容如下:(1)研制了一种新型自复位变阻尼耗能支撑。阐释了其变阻尼工作机制,支撑通过在外管内侧设置若干凹槽,改变活塞与缸体间间隙,使其在不同的工作阶段具有不同的宽度,实现阻尼力大小调节。建立了自复位变阻尼耗能支撑的分段计算模型,完整的受拉或受压工作过程均可分为刚性加载、变阻尼加载、最大阻尼加载、刚性卸载、最大阻尼卸载、变阻尼卸载、复位卸载7个阶段,支撑在往复运动中拉压对称,复位能力与耗能能力叠加形成饱满的类旗形滞回曲线。提出了支撑基于性能需求的6条边界条件,包括最大承载力、设计行程及组合碟簧支持力满足要求,自身处于弹性工作阶段,兼顾不同振动强度,变阻尼区间小,以充分发挥支撑的优异性能。(2)对支撑的磁场分布进行了数值模拟,在永久磁铁作用下,阻尼力随活塞与缸体间间隙增大而减小,磁流体在不同间隙下均能够达到使用需求,变阻尼设计原理可行。对支撑构件进行了数值模拟,支撑形成饱满的类旗形滞回曲线,起滑力小、仅为151kN,无残余变形、拉压对称,耗能能力随振幅增大而提高,出力稳定可靠,能够兼顾不同振动强度下的性能需求。分析了自复位变阻尼耗能支撑设计参数对其滞回性能的影响,为使起滑力适当减小、起滑刚度比适当增大、等效粘滞阻尼比提高、最大承载力满足需求、残余变形耗能比降低至0、提高复位与耗能能力,支撑应使组合碟簧预压力略大于初始阻尼力、增大组合碟簧刚度,适当提高最大阻尼力、减小变阻尼区间。与现有自复位耗能支撑相比,支撑起滑力大幅降低、起滑刚度比增加,在组合碟簧预压力与组合碟簧刚度相等的设计下,等效粘滞阻尼比与最大承载力也有较大提高,对结构在不同振动强度下的响应控制均有利。(3)设计并加工了总长2.1m的自复位变阻尼耗能支撑,对其在不同频率、不同振幅的正弦激励下进行了动力性能试验。研究了阻尼耗能装置的滞回特性,其产生的阻尼力在同一频率、同一振幅的正弦激励下,随内外管相对位移增加而增大,在频率0.5Hz正弦激励下最大可达178kN,满足设计要求,且拉压对称、出力稳定。研究了自复位变阻尼耗能支撑的滞回特性,其具有饱满的类旗形滞回曲线,支撑起滑力小于200kN,优于现有自复位耗能支撑;支撑耗能能力强,其随频率与振幅提高而增大;支撑最大承载力随振幅增加而增大,残余变形耗能比随频率与振幅提高而降低,具有拉压对称性。自复位变阻尼耗能支撑动力性能试验结果与有限元数值模拟结果吻合度高,支撑最大承载力的相对误差不超过6.0%,受拉或受压半周所消耗能量的相对误差不超过9.0%,验证了支撑有限元数值模拟结果的准确性。