结构钢材高强度化是钢结构发展的重要趋势之一。研究表明，随着钢材强度增大，钢结构的结构性能、环保效益和经济效益一同提高。高强度钢材(HSS)主要指屈服强度不小于420MPa的钢材，屈服强度不小于690MPa的钢材又被称为超高强度钢材(UHSS)。
　　目前，我国已经具备了推广应用高强度钢材钢结构的技术储备与产业基础，然而在我国新建建筑工程中，高强度钢材钢结构的应用却非常鲜见，其主要原因是高强度钢材钢结构在抗震设计和工程应用中存在塑性耗能性能差、抗侧刚度小等问题，难以充分发挥高强度钢材的性能优势。
　　屈曲约束支撑(BRB)是一种高性能耗能支撑构件，受拉性能和受压性能相近，屈服后强化性能稳定，具有稳定的水平承载力和耗能能力。高强度钢材钢框架-屈曲约束支撑结构体系(HSSF-BRB)是一种高效的双重抗侧力体系，BRB和高强度钢材钢框架(HSSF)通过组合效应共同承担水平地震作用，在强震作用下形成整体延性破坏机制耗散输入结构的地震能，衰减结构的振动反应，避免高强度钢材构件在地震中出现非延性破坏。本文对HSSF-BRB结构抗震性进行系统研究，为HSSF-BRB结构的工程应用提供理论依据与实用设计方法，推进高强度钢材钢结构在我国建筑工程中的推广应用。本文主要完成了以下几方面的工作：
　　(1)对两个HSSF-BRB局部结构试件展开拟静力试验研究。详细介绍了试件设计依据、材料性能、加载方案和测量方案，观测各试件在试验过程中的塑性变形、局部屈曲、翼缘局部裂缝和翼缘完全裂缝等试验现象，揭示了结构在水平荷载作用下的变形特征和破坏模式。
　　(2)结合试验现象和试验数据分析，对HSSF-BRB试件的滞回性能、内力分布、BRB位移损失、承载力退化、刚度退化、塑性变形、耗能能力和延性性能等方面展开深入研究。将结构水平变形破坏过程划分为3个典型阶段，根据各阶段性能特点提出相应设计建议。
　　(3)基于有限元非线性静力分析对HSSF-BRB结构抗震性能展开研究。选取合适的单元类型和本构模型，建立精细化有限元模型模拟试验加载过程，以试验数据为参照验证有限元模型的正确性；结合结构屈服状态演化过程，分析结构破坏机理；通过参数分析，研究HSSF-BRB抗震设计主要参数(钢框架钢材强度、刚度比和轴压比)与结构抗震性能指标(BRB屈服位移角、钢框架屈服位移角、延性系数、超强系数和强度折减系数)的相关性。
　　(4)基于有限元弹塑性时程分析，对多层HSSF-BRB结构的地震反应展开研究。在相同的设计条件下，采用不同强度等级的钢材设计3个多层钢框架，并分别建立有限元时程分析模型。选取5条实际强震记录，基于我国8度(0.2g)区的标准反应谱对实际地震波进行频谱匹配，得到分析用输入地震波。改变刚度比，得出HSSF-BRB结构层间位移角最大值、BRB累积塑性变形和地震总输入能量的变化规律。提出不同强度钢框架的刚度比合理取值范围。
　　(5)将HSSF-BRB结构的力学性能简化为三折线恢复力模型，以BRB初始刚度Kb、HSSF初始刚度Kf、BRB屈服位移uy1和HSSF屈服位移uy2为基本变量推导结构恢复力曲线。基于简化模型导出等效附加阻尼比ζeq和强度折减系数R的理论公式，并将理论值与试验数据或有限元方法分析结果进行对比，分析误差来源，提出修正建议。研究刚度比κ和目标位移角φm对等效附加阻尼比ζeq和强度折减系数R的影响规律。
　　(6)基于HSSF-BRB结构的性能特点和设计目标，提出HSSF-BRB结构基于最大层间位移角的性能化设计方法，阐述设计步骤和设计流程，并结合实例对设计过程进行详细说明。