偏心支撑钢框架作为多高层钢结构建筑的主要结构形式,其“强柱、强支撑和弱耗能梁段”的构造原则,是指偏心支撑钢框架的框架柱、框架梁和支撑等构件具备足够的强度,能将地震作用下结构的非弹性变形集中在耗能梁段上。这既能提高结构抗侧刚度,又能很好的耗散地震能量,很大程度的提高了结构的安全度。但这种结构体系的弊端在于耗能梁段是框架梁的一部分,这不仅不利于小震作用后结构安全度的评估,而且大震作用后,对损坏结构进行修复的难度较大。基于传统偏心支撑钢框架体系的弊端,将耗能梁段与框架梁分离设置,同时引入防屈曲支撑,形成带可替换耗能梁段的偏心防屈曲支撑钢框架体系。该结构体系的优点在于:(1)通过耗能梁段截面尺寸的改变,将结构的非弹性变形集中在耗能梁段上,保证其它构件处于弹性状态;(2)有利于观测震后结构的损坏程度以及方便结构安全度的评估;(3)震后可对破坏的耗能梁段拆卸替换,降低了维修成本;(4)带接触环的双钢管约束屈曲支撑能够在增强结构强度的同时协助可替换耗能梁段耗散地震能量。首先运用有限元软件对该偏心支撑钢框架进行数值模拟,分析了不同参数的可替换耗能梁段及整个框架的力学性能。然后选取4个试件进行了试验研究,验证该结构体系的受力性能、耗能性能和可替换耗能梁段的“可替换性”,得到以下几点结论:(1)带可替换耗能梁段的偏心防屈曲支撑钢框架体系能很好的将结构的非弹性变形集中在可替换耗能梁段上,在耗能减震的同时有效的保护了结构中其它构件;(2)可替换耗能梁段具有较高的强度和延性,能够满足耗散地震能量的变形要求;滞回曲线饱满,耗能显著,但刚度退化明显;(3)带接触环的双钢管约束屈曲支撑的引入有效的提高了整个偏心支撑钢框架的强度,保证可替换耗能梁段非弹性变形的同时可协同耗能;(4)可替换耗能梁段的“可替换性”通过试验证明是可行的。