隔震技术是结构控制技术中研究最成熟、应用最广泛的技术。在发生极罕遇地震时,隔震装置可能会产生过大的位移,导致其超过自身的极限位移而遭到破坏,无法发挥隔震作用,给建筑结构带来极大的安全隐患。通常在隔震层设置限位装置以避免这种情况的发生。但是,现有的限位装置存在变形能力较小、耗能能力差、难以提供较大吨位阻尼力等缺陷,无法真正起到限制隔震层位移的效果。本文研发一种响应放大形状记忆合金阻尼器(CRAD-SMAD,Shape Memory Alloy Damper with Cam Response Amplification Device),其具有位移﹑速度和力等响应的放大作用,能将地震作用下的大幅水平直线运动转换为垂直方向上的小幅往复直线运动,附加的形状记忆合金阻尼器(SMAD,Shape Memory Alloy Damper)一直在限定的行程范围内运动,可保证在地震作用中不失效,可作为消能装置和限位装置在工程中使用。本文推导了CRAD-SMAD的恢复力公式,对该装置进行试验分析,编制了仿真程序对附加CRAD-SMAD的结构体系进行了抗震性能分析。主要研究内容如下:1、CRAD-SMAD的设计及恢复力公式的推导:通过浏览大量的国内外相关文献,了解限位装置、形状记忆合金阻尼器和放大装置的研究进展,分析目前存在的问题,进而提出了一种CRAD-SMAD限位装置,详细介绍了该装置的构造、工作原理,并且根据装置的受力状态推导出了CRAD-SMAD恢复力、响应放大倍数等理论计算公式。2、CRAD-SMAD限位装置伪静力试验研究:首先对形状记忆合金材料进行力学性能测试,分析其相变温度,研究其力学性能随加载循环次数、幅值和速度的变化规律。设计加工CRAD-SMAD限位装置。对CRAD-SMAD进行伪静力试验,对比分析不同加载幅值、加载频率和加载速度等条件下的CRAD-SMAD和SMAD的滞回曲线。利用MATLAB软件编制了CRAD-SMAD试验仿真程序,并与试验结果进行对比,以便验证CRAD-SMAD恢复力公式的正确性,揭示该装置力学性能的变化规律。3、CRAD-SMAD单自由度消能体系地震反应分析:使用MATLAB软件编制时程分析程序,对比了单自由度无控体系、附加CRAD-SMAD的单自由度消能减震体系和附加传统SMAD的单自由度结构消能减震体系在7条地震波作用下的地震响应。研究了三种体系在多遇地震、罕遇地震和极罕遇震作用下的减震效果。最后,对附加CRAD-SMAD的单自由度减震体系在简谐荷载作用下的动力放大系数进行了分析,得到动力放大系数随参数的变化规律。4、CRAD-SMAD两自由度隔震限位体系地震反应分析:将上部结构简化为一个质点,隔震层当作一个质点,形成两自由度隔震体系。将CRAD-SMAD限位装置安装到隔震层中,研究在罕遇地震和极罕遇地震作用下放大装置对隔震层的限位效果。5、在隔震层安装CRAD-SMAD限位装置的剪切型隔震结构地震反应分析:利用MATLAB软件编制了安装CRAD-SMAD限位装置的多自由度隔震结构的时程分析程序。在罕遇和极罕遇地震作用下,对附加CRAD-SMAD限位装置的隔震体系和附加SMAD限位装置的隔震体系的抗震性能进行了对比分析。6、CRAD-SMAD隔震限位体系基于能量的设计方法:介绍了基础隔震结构的设计准则和标准能量设计反应谱,建立了基础隔震结构能量设计方程和推导了橡胶支座加形状记忆合金阻尼器隔震装置的变形预测公式。推导了CRAD-SMAD滞回耗能的理论计算公式,基于能量相等的原则,给出了CRAD-SMAD设计参数的确定方法。并对该类结构体系的能量设计方法进行了研究,给出了设计方法、步骤及设计实例。