提高结构建筑抗震性能的有效途径之一是在结构中附加耗能装置,屈曲约束支撑(BRB)是一种位移相关型金属耗能器,具有稳定耗能能力和良好的延性,可明显提高结构的抗震能力。现有的针对BRB的研究和应用大多采用对角或人字形的安装方式,普遍存在着主体结构变形较大时才能充分发挥BRB作用的不足。同时,在有的工程场合,需要设计屈服承载能力较大的BRB,导致核心板面积过大,有屈曲约束机构设计复杂、BRB制造困难等问题存在。肘节支撑理论以形似手肘的斜撑装置放大阻尼器的位移需求,使体系在较小的位移下即可屈服。同时,也可利用其对BRB承载力的缩放作用,减小BRB的承载能力需求,从而简化BRB的制作。本文在已有BRB和肘节式耗能支撑的研究基础上,提出屈曲约束支撑—肘撑组合(TBRB)系统。它将BRB安装在肘节附近,通过肘节支撑的开合运动使BRB产生大于结构层间位移的变形,从而大量耗散结构的地震能量,减小结构反应,有效提高结构的抗震性能。为此,本文展开理论和数值解析研究,主要完成的工作如下:(1)深入分析TBRB的几何构造和位移放大机理,通过合理的构造设计,提出上部屈曲约束支撑—凸形肘撑组合(U-VTBRB)、下部屈曲约束支撑—凸形肘撑组合(L-VTBRB)和下部屈曲约束支撑—凹形肘撑组合(L-CTBRB)三种支撑系统。对这三种TBRB的位移放大系数f进行了详细的公式推导,结果表明,f可达2.0～6.0倍,BRB在主体结构变形较小的情况下也能充分发挥耗能减震作用。讨论了 TBRB系统考虑肘杆变形时的刚度变化情况。以结构的层间侧移角为控制目标,比较不同设计参数下三种TBRB的f值,得到,合理设计的三种TBRB的放大系数都比对角BRB的大,当U-VTBRB和L-VTBRB的几何参数θ3、LBRB/D分别取值相同时,两者的f值相同,在对称的位置,凸形肘撑BRB的f值比凹形肘撑BRB大。(2)探究了 TBRB系统的力学特性,通过对比TBRB系统与对角BRB的恢复力曲线,得到这两种支撑系统的屈服力或刚度相等时,采用TBRB系统时BRB核心板面积与采用对角连接的BRB核心板面积的大小关系。多数情况下,在框架中安装BRB,设计时若想达到与对角安装BRB相同的屈服力或刚度,肘撑形式安装的BRB核心板面积更小,且能在更小的层间变形下屈服。故TBRB可以使用小型BRB,且能在结构变形较小的条件下使BRB发挥明显的耗能作用。通过控制TBRB的几何设计参数,可以灵活调整TBRB系统恢复力曲线上屈服点的位置。经过推导,给出了适用于该支撑系统的设计步骤。(3)基于有限元软件ANSYS,建立了带TBRB钢框架(TBRBF)的数值模型,通过非线性静力分析研究肘节点的出平面位移与侧向荷载的关系,考察肘节点出平面安装误差对三种TBRBF平面外稳定性的影响,并用最小势能原理对TBRB在受力过程中的平衡进行了稳定性分析。结果显示,当剪力使肘杆受拉时,随着荷载的逐渐增大,有出平面安装误差的肘节点逐渐往框架平面内收,直至回到原框架平面,TBRBF的平面外稳定性逐渐变好;而在剪力使肘杆受压时,三者的平面外稳定性随荷载的增大逐渐变差。在实际工程应用中,建议加强TBRB的平面外刚度,同时尽量避免肘节点出平面安装误差。(4)结合某框架—核心筒超高层工程实例,提出肘撑式屈曲约束耗能减震层,采用ETABS软件对其减震控制效果进行了非线性时程分析,与耗能减震层伸臂桁架处采用Ⅴ字形同样屈服力BRB的结构做比较。发现在减震层伸臂中安装凸形肘撑BRB的结构对整体的楼层位移和层间侧移角等地震反应均具有更好的控制效果的情况下,采用肘撑式安装的BRB面积需求更小,BRB尺寸减小便于安装,尤其适用于屈服承载力或刚度需求很大的工程场合,如高层或超高层建筑的耗能减震层伸臂桁架中。肘撑式屈曲约束耗能减震层具有减震机理明确,减震效果好,对结构的建筑功能和日常使用影响较小等优点,对这种新的结构形式的研究必然对耗能减震技术在高层与超高层结构中的应用起到积极的推动作用。