罕遇地震下,偏心支撑钢框架结构主要通过耗能梁段的塑性变形耗散能量,其他非耗能构件(框架柱、框架梁、支撑等)基本处于弹性工作状态,这就要求非耗能构件足以承担耗能梁屈服后(还可能考虑应变硬化等)产生的内力值。因截面协调等原因,变相导致了结构整体用钢量增加,经济性不佳,严重阻碍了偏心支撑钢框架结构的应用推广。为了更好地发挥偏心支撑钢框架结构优良的抗震性能并提高其经济效益,本文基于削弱耗能梁段截面(腹板)的思路,提出了两种剪切屈服型耗能梁构造,并对基于此构造设计的偏心支撑钢框架结构(后称新型偏心支撑钢框架结构)的抗震性能进行了研究,主要工作如下:1)基于应力比基本一致原则,设计了3个10层偏心支撑钢框架结构(两种新型偏心支撑结构和传统的偏心支撑结构(耗能梁与框架梁同截面))。对比分析了用钢量、自振特性及多遇地震下的层间位移角,结果表明本文提出的两种新型偏心支撑钢框架结构在与传统的偏心支撑结构层间位移角、自振特性相差不多的前提下,降低了结构的用钢量,提高了经济效益。2)基于研究内容1)设计并完成了3个单层、单榀、单跨偏心支撑钢框架结构的拟静力试验,考察了3个模型的初始刚度、耗能能力、变形特点、内力分布和破坏模式等。结果表明:3个模型的塑性变形基本集中于耗能梁段上;两种新型偏心支撑钢框架结构的承载力、初始刚度、等效粘滞阻尼系数均低于传统的偏心支撑钢框架结构,但耗能梁段的转动能力、模型的整体延性要好于后者;两种新型偏心支撑钢框架结构的抗震性能相差不大。3)基于ABAQUS有限元软件对3个偏心支撑钢框架拟静力试验进行了数值模拟,对比了响应过程、滞回曲线、骨架曲线等,结果表明:数值模拟结果与试验结果基本吻合。4)为研究耗能梁长度对偏心支撑结构(两种新型偏心支撑结构和传统的偏心支撑结构)抗震性能的影响,基于非线性滞回性能分析,研究了耗能梁长度变化对偏心支撑结构承载力、刚度、屈服位移及耗能能力的影响。最后,根据有限元分析的结果,给出了有关耗能梁长度的设计建议。