近年来,国家和地方大力发展装配式钢结构建筑和推广减震新技术的应用。然而传统钢结构存在以现场焊接为主,装配化程度不高,质量保证难度大,不适应高层建筑抗震和抗风等问题。自汶川地震后,屈曲约束支撑减震技术得到了学术界和工程界广泛关注,但尚缺乏采用不同连接形式的屈曲约束支撑试验和理论研究。国内外学者对梁柱节点刚接的钢管混凝土组合框架研究较多,但缺乏单边螺栓连接装配式钢管混凝土框架与屈曲约束支撑协同抗震性能的深入研究。因此,本文提出装配式钢管混凝土框架-屈曲约束支撑结构体系,可以充分发挥屈曲约束支撑稳定的抗侧能力和屈服耗能能力、钢管混凝土柱优越的竖向承载能力和单边螺栓装配化连接能力,实现了结构各部件优势最大化,符合国家装配式钢结构建筑的发展理念。为了解此类新型组合结构体系的抗震性能、设计方法及地震易损性,开展了以下工作:(1)进行了五种采用不同连接形式的屈曲约束支撑滞回性能试验和数值分析。评价试件的破坏模式、轴向弹性刚度、芯板应变、累积耗能等指标,探讨支撑芯板耗能段应变需求和结构设计层间位移角之间的关系。提出考虑不同连接形式影响的屈曲约束支撑轴向等效弹性刚度计算公式,其理论值、试验值和有限元计算值之间吻合较好;明确了结构设计时应考虑节点板刚度对支撑总体刚度的贡献。(2)开展了两榀装配式钢管混凝土框架-屈曲约束支撑结构拟动力试验。从试件在不同地震强度作用下的破坏模式、位移时程曲线、层间剪力-层间位移角滞回曲线、刚度退化、延性系数和耗能时程曲线等指标评价此类新型组合结构的抗震性能。结果表明:小震时结构处于弹性阶段,支撑为结构提供较大的抗侧刚度;中震时支撑开始进入屈服阶段耗能;大震及超罕遇地震时支撑充分屈服耗能,保护主体结构免受严重损伤。(3)基于纤维模型理论,采用OpenSees有限元程序建立此类新型组合结构的弹塑性分析模型。节点域的剪力-剪切模型和组合节点的弯矩-转角模型是准确模拟此类新型组合结构的关键和核心,因此改进由方、圆钢管混凝土柱与组合梁形成节点域的剪切公式;提出单边螺栓连接组合节点在正、负弯矩作用下的初始转动刚度、塑性抗弯承载力和转动能力的最优计算公式,考虑组合节点的极限抗弯承载力,优化组合节点弯矩-转角模型以考虑屈服后的应变强化效应。通过试验数据验证了采用上述理论方法建立的有限元分析模型的准确性,探讨了是否考虑节点刚度对框架支撑体系层面抗震性能的影响。(4)提出了基于改进的能量平衡和整体失效模式的塑性设计方法来设计此类新型组合结构体系。以结构在设计地震作用下的整体失效模式为目标,提出考虑结构屈服后应变强化效应的能量平衡方程,建立此类新型组合结构整体屈服位移的计算公式;推导避免框架三类不利失效模式和实现整体失效模式的相关公式,推导过程中考虑组合节点在小震、中震和大震下的转动能力限值,有效解决了节点半刚性特征的性能化控制问题。设计6、9、12和20层典型结构,开展小震、中震和大震作用下的非线性时程分析。以层间位移角、残余层间位移角、节点转动和支撑位移延性为指标,验证了提出的塑性设计方法的可靠性和有效性。(5)发展了基于IDA的装配式钢管混凝土框架-屈曲约束支撑结构概率地震易损性分析方法。通过概率地震需求分析和能力分析建立典型结构非倒塌易损性曲线,评估结构在不同地震水平下发生不同极限状态的超越概率。提出以几何平均谱加速度作为地震动强度指标来评估结构抗倒塌能力的方法,简化了评估流程。建立了基于地震动逐次累加法的地震易损性分析方法,推导结构层面、子结构层面和构件层面发生不同损伤事件的概率分布函数;考虑识别倒塌点的认知不确定性。以6层和12层典型结构为例,从结构、子结构和构件层面充分评估了结构发生不同层次损伤状态事件的超越概率,有利于针对性地制订防震减灾规划,降低人员伤亡和财产损失。