针对现有基于SMA丝材的消能减震装置存在承载力较小、冗余度较低、造价昂贵等问题,本文提出了一种新型SMA支撑构件。利用新型SMA支撑良好的耗能能力和优越的自复位性能降低结构在极罕遇地震或主余震序列地震作用下的结构响应,提高结构抗震、抗倒塌性能,同时在结构分析中合理考虑了SMA支撑失效对结构的影响。本文采用理论分析、试验研究、数值模拟相结合的方法对装有SMA支撑钢框架结构的抗震、抗倒塌性能展开了系统的研究,主要研究内容和结论如下:(1)基于SMA线缆提出了一种构造简单、工作机理明确的新型SMA支撑,介绍了新型SMA支撑的构造、特点和工作原理。针对新型SMA支撑中线缆的端部锚固连接问题,提出了两种可行的SMA线缆端部锚固连接方案,给出了两种SMA线缆端部锚固连接方案的详细构造以及安装流程。(2)设计并制作了带有两种不同端部锚固方案的SMA线缆试件,并对其进行了不同应变幅值、不同加载频率下的往复动力拉伸试验,研究结果表明:两种SMA线缆端部锚固方案均有效可行,带有第二种端部锚固方案SMA线缆试件初始损伤较小、极限承载力更强、极限应变更大、残余变形更小,建议采用第二种方案对SMA线缆进行端部锚固;SMA线缆滞回曲线表现出典型旗形滞回特性,具有较好的滞回耗能能力和优越的自复位性能;SMA线缆具有一定的频率相关性以及良好的疲劳性能,两种锚固方案的SMA线缆试件极限应变分别达到8.92%和12.83%。(3)设计并制作了两个新型SMA支撑试件,并对其进行了不同应变幅值、不同加载频率下的往复动力加载试验,研究结果表明:新型SMA支撑力学性能稳定,滞回曲线呈典型旗帜形,具有较好的滞回耗能能力和优越的自复位性能;新型SMA支撑具有频率相关性较低、抗疲劳性能好的特点,极限变形能力达到50mm。(4)提出了一种考虑SMA支撑失效的新型三单元力学模型,推导了新型三单元力学模型的计算公式,对比了试验与模拟结果滞回曲线,并对装有考虑SMA支撑失效的单层钢框架结构进行了动力时程分析,研究结果表明:新型三单元力学模型能够很好的拟合SMA支撑的试验滞回曲线,试验与拟合滞回曲线结果各力学性能指标最大仅相差0.84%;考虑失效的新型三单元力学模型能够有效的用于结构动力时程分析过程中模拟SMA支撑失效破坏。(5)建立了一栋四层钢框架结构OpenSees模型,验证了模型的准确性和可行性,通过静力非线性Pushover分析、动力时程分析和增量动力分析对不同SMA支撑初始刚度和极限变形能力的SMA支撑钢框架结构抗震性能进行了研究,研究结果表明:结构设计与分析中合理考虑SMA支撑极限变形能力对钢框架结构抗倒塌性能评估非常重要;支撑初始刚度系数和极限变形系数越大,结构抗倒塌能力越好;支撑初始刚度系数越大,结构承载力较高,若极限变形能力不足,一旦SMA支撑失效容易形成薄弱层;相比支撑初始刚度,提高SMA支撑极限变形能力更有助于提高结构整体的抗震抗倒塌性能。(6)基于传统对数线性模型对5个不同地震动强度指标进行了有效性分析和充分性分析,并对概率地震参数需求模型进行了改进,采用改进的概率地震参数需求模型对不同设计参数的钢框架结构进行了概率地震危险性分析,研究结果表明:改进的概率地震参数需求模型标准差更小、拟合优度更佳;新型SMA支撑能够有效的降低结构的地震响应,提高结构抗震性能,减小结构残余变形;SMA支撑钢框架结构整体抗震抗倒塌性能的提升需要同时提高结构主体强度和SMA支撑极限变形能力。(7)基于FEMA P695提供的22条远场地震动构造了968条主余震序列地震动,对不同损伤指标不同损伤状态的普通钢框架结构和SMA支撑钢框架结构进行了主余震序列作用下的增量动力分析,针对自复位结构体系提出了基于SMA支撑失效的主震损伤指标,研究研究结果表明:SMA支撑失效能够很好的作为自复位结构体系主震损伤指标进行主余震作用下结构抗震抗倒塌性能评估;主余震序列作用下,SMA支撑能够有效的降低结构主震损伤,提高余震作用下结构抗震性能,主震下SMA支撑一旦失效,余震抗倒塌能力最大降低达到76%;主震损伤越严重,余震作用下结构抗倒塌性能越差,相同主震损伤情况下,余震作用下结构抗震性能受结构类型、余震地震动特性(频谱、持时、峰值)、余震地震动极性等影响较大。