本文以一种万向减震支座为研究基础,即在其弹簧元件中隔层设置低屈服点钢板,并将其作为减震耗能构件置于球型钢支座中,使该新型支座实现耗能功能。该新型球型钢支座构造简单、减震耗能机理明确,在满足大震作用耗能要求的同时,又可以满足小震和风作用下的刚度及复位要求,且震后易及时更换。本文对此新型球型支座减震耗能构件在试验研究、有限元数值计算和理论分析上进一步完善。主要研究内容如下:(1)新型球型钢支座减震耗能构件设计:根据地震作用时上部结构和下部结构可能的相对运动,确定新型球型钢支座减震耗能构件的减震、耗能及复位机理,拟通过理论研究、有限元数值计算分析设计支座构件细节,符合在特定空间内的设计要求。(2)采用有限元软件ANSYS设计了 20组支座减震耗能构件模型,研究构件构造形式、软钢厚度、板簧厚度、板簧(软钢)宽度和弧高对构件的耗能性能及力学性能的影响。研究表明:支座减震耗能构件在低周往复加载下软钢板材受力均匀,易屈服进入滞回变形耗能阶段;板簧仍处于弹性受力阶段,可提供复位刚度。(3)采用有限元软件ANSYS设计另7组支座减震耗能构件模型,研究其不同的软钢材料与板簧材料屈服强度比值对构件的耗能性能及力学性能的影响。研究表明:软钢与板簧材料强度比对支座减震耗能构件的耗能性能与力学性能均有较大的影响,初步确定软钢材料由Q235与60Si2Mn钢板簧搭配时构件的综合性能较优。(4)结合27组支座减震耗能构件有限元结果分析,初步确定了支座减震耗能构件的力学性能理论分析计算式,并通过另2组不同的构件模型进行计算式的修正及验证,提出了支座减震耗能构件的设计方法。(5)制作支座减震耗能构件试验试件并进行低周往复加载试验观察其滞回性能,试验验证表明:新型球型钢支座减震耗能构件性能稳定、具有良好的自复位功能,可实现耗能目的,且减震耗能构件安全系数较高。