通过在RC框架中增设耗能支撑可改善原结构抗震性能。普通偏心支撑将钢筋混凝土梁作为耗能梁段，在地震中易导致混凝土梁脆性破坏，震后修复困难。Y形偏心支撑加固RC框架结构虽将耗能梁段转移至内部，但与耗能梁段相连接的混凝土梁及楼板仍较易破坏。通过在RC框架中增设耗能减震装置控制结构在地震作用下的响应，并耗散地震输入能量，虽能避免或延迟主体结构破损，但造价昂贵。本文综合Y形偏心支撑及附设耗能器支撑的各自优点，提出了带耗能梁段交叉钢支撑新形式，用于RC框架结构抗震加固；设计了一榀单层单跨钢筋混凝土框架结构试验模型，进行水平低周反复荷载试验，重点探讨了其承载力、延性、刚度、耗能能力等抗震性能以及钢支撑耗能梁受力情况。试验表明，该加固方式能有效改善结构耗能能力，显著提高结构抗侧刚度。所设计的连接节点形式构造合理，传力可靠，且施工简便。本文通过ABAQUS软件建立有限元模型，在验证了模型有效的基础上对带耗能梁段交叉支撑及Y形偏心支撑加固的RC框架结构进行了数值模拟，并同加固前的RC框架从受力机理、承载能力、抗侧刚度和耗能能力等方面进行了对比分析。结果表明，交叉形耗能支撑加固的RC框架在水平承载力、抗侧刚度、耗能能力等方面均优于Y形偏心支撑加固的RC框架。本文还分析了耗能梁长度、腹板高厚比、翼缘自由外伸宽厚比及加劲肋间距等相关设计参数对带耗能梁段交叉支撑RC框架结构强度、刚度、延性和耗能能力的影响规律，供相关研究人员和设计人员参考。