屈曲约束支撑（Buckling-Restrained Brace,简称BRB）具有屈服而不屈曲的特性,其兼具普通支撑及金属阻尼器的优点,可在小震下为结构提供附加刚度,在大震下屈服耗散地震能量,被广泛运用于工程之中。现有关于BRB、BRB结构及节点板的研究,主要集中于平面内的性能的研究,所提出的设计方法也仅考虑平面内荷载作用。然而,由于地震的随机性,结构在地震中水平方向遭受到的往往是双向地震作用,由结构传入BRB、节点板的荷载也是双向的,但现有双向荷载作用下BRB、节点板的受力特性、力学性能及稳定性能的研究,双向荷载作用下BRB框架抗震性能的研究,以及双向地震作用下BRB结构设计方法的研究较少。针对上述问题,本文通过理论、试验及有限元分析,研究了双向荷载作用下BRB的受力特性、力学性能及稳定性能,双向荷载作用下BRB子框架的抗震性能,以及双向荷载作用下节点板的受力特性、力学性能及设计方法,提出双向地震作用下BRB结构设计方法。主要研究内容及成果如下:（1）双向荷载作用下BRB受力特性研究。针对两端边界条件为刚接的BRB,通过力学原理,得到双向荷载作用下BRB的内力分布,推导内力大小求解方法;研究双向荷载作用下BRB的屈服机制,根据Von-mises第四屈服准则,提出双向荷载作用下BRB初始屈服力求解方法。建立BRB有限元分析模型,对其施加双向荷载作用,对比理论解与有限元分析结果,结果表明,双向荷载作用下,两端刚接的BRB会受到轴力、平面外附加弯矩及平面外剪力的作用,所提出双向荷载作用下BRB内力大小、初始屈服力的理论解与有限元分析结果差值均在10%以内,具有较高计算精度。（2）双向荷载作用下BRB滞回性能研究。对两组设计参数相同的BRB试件,分别施加平面内及双向拟静力荷载,对比单向、双向荷载作用下BRB的力学性能差异。建立BRB有限元分析模型,对模型分别施加平面内及双向荷载,对比单向、双向荷载作用下BRB的应力分布、屈服机制及高阶变形特征。研究结果表明,与仅受单向荷载作用相比,双向荷载作用下BRB的刚度降低,屈服力降低,屈服位移增加,耗能性能降低,屈服机制及高阶变形特性发生改变。（3）双向荷载作用下BRB子框架抗震性能研究。对两组设计参数相同的BRB子框架试件,分别施加平面内及双向拟静力荷载,对比单向、双向荷载作用下BRB子框架的抗震性能差异。建立BRB子框架有限元分析模型,对模型分别施加平面内及双向荷载,对比单向、双向荷载作用下BRB子框架的应力分布等。研究结果表明,与仅受单向荷载作用相比,双向荷载作用下BRB子框架的抗震性能降低,稳定性能降低,节点板受到的应力更大。（4）BRB稳定性能研究。提出一种约束单元基于抗弯强度的BRB稳定性能设计方法,根据该设计方法,推导不同荷载下（单向荷载与双向荷载）两端刚接BRB约束单元受到的最大弯矩及约束单元抗弯强度的验算方法。对一组BRB进行有限元分析,验证所提出设计方法的合理性。研究结果表明,不同荷载下,根据所提出设计方法求得约束单元受到最大弯矩的理论解均大于有限元分析的解析解,所提出约束单元基于抗弯强度的设计方法合理、保守。（5）平面内、双向荷载作用下焊接连接型节点板性能及设计方法研究。设计五组焊接连接型节点板试件,分别对其施加轴向拉伸、轴向压缩,研究平面内荷载作用下节点板的受拉破坏机制、受压屈曲机制;根据Von-mises第四屈服准则,推导单向、双向荷载作用下节点板的屈服判别方法;建立节点板受压等值柱简化力学模型,根据势能驻值定理及压杆稳定原理,推导单向、双向荷载作用下节点板的屈曲判别方法;建立多组不同设计参数的有限元模型,分别对模型施加单向、双向的拉伸、压缩荷载,研究单向、双向荷载作用下,不同加劲肋长度、十字截面宽度、节点板尺寸大小、以及是否设置边加劲肋对节点板屈服承载力、屈曲承载力的影响,验证所提出单向、双向荷载作用下节点板的屈服判别方法、屈曲判别方法的准确性及合理性。研究结果表明,所提出单向、双向荷载作用下节点板的屈服判别方法、屈曲判别方法可准确判别节点板是否发生屈服及屈曲,具有较高的准确性及保守性。综合研究成果,分别提出单向、双向荷载作用下焊接连接型节点板的设计方法。（6）双向地震作用下BRB框架结构设计方法研究。提出双向地震作用下BRB框架结构设计方法,通过一个实际工程,根据所提出的设计方法对结构及其中BRB、节点板进行设计与验算。结果表明,所提出的双向地震作用下BRB结构设计方法是合理、可行的,可以供实际工程设计、分析使用。