近年来,地震频发,严重威胁着人类生命财产安全,如何确保建筑结构在地震作用下的安全性成为土木工程领域中的研究热点。三角形加劲阻尼器(Triangular Added Damping and Stiffness,简称TADAS)由于其耗能能力好、性能稳定、环境适应性强、施工和安装方便等特点,在建筑结构减震领域具有广阔的应用前景。基于已有相关研究成果,本文对由低屈服点钢LYP160和Q345钢制成的多阶段屈服耗能TADAS进行了理论分析、试验研究以及有限元模拟,考察了其在地震作用下的耗能特性,揭示了其耗能机理,并提出了多阶段屈服耗能TADAS减震结构基于性能化的设计方法。首先对组成多阶段屈服耗能TAD AS的两种材料(低屈服点钢LYP160和Q345钢)进行了轴向拉伸材料力学性能试验研究,为理论推导提供了试验依据。基于试验得到的材料本构关系对TADAS单板模型进行了理论推导,在此基础上得到了多阶段屈服耗能TADAS单调加载下从弹性到弹塑性全过程的荷载-位移表达式,并给出了主要力学性能参数,同时应用有限元软件ANSYS对理论推导结果进行了验证,阐述了理论推导结果的适用的范围,并分析了在大变形下产生误差的原因。为了全面考察多阶段屈服耗能TADAS在受力(变形)全过程中真实的力学性能,在理论分析基础上,对其开展了试验研究。首先,对由LYP160和Q345钢制成的单板试件分别开展了单调加载和低周反复加载试验,试验结果表明:两种不同材质的耗能板的滞回曲线均十分饱满,具有良好的耗能能力,但两者的形状有所差异,由LYP160耗能板制成的TADAS滞回曲线有逐渐外扩的趋势,而由Q345钢耗能板制成的TADAS滞回曲线呈较为标准的纺锤形且没有明显的外扩趋势,这种形状上的差异主要是由于“包辛格效应”导致两种材料在循环荷载作用下表现出的强化特性不同。其次,对5个多板试件进行了低周反复加载试验研究,考察了其耗能能力,给出了其滞回曲线、骨架曲线、等效粘滞阻尼比、等效刚度等耗能指标。试验结果表明:各个试件的滞回曲线均十分饱满,具有良好的耗能能力;由两种不同材质的钢板组成的多板试件,其滞回曲线形状是单一材质试件的复合叠加。针对各个试验试件,采用有限元软件ANSYS建立了准确的有限元模型,进行数值模拟分析,并将数值模拟结果与试验结果进行了对比,对比结果表明有限元结果与试验结果吻合较好,两者在变形形状、滞回曲线、骨架曲线、等效粘滞阻尼比、等效刚度等方面均较为接近,验证了试验结果的可靠性。在此基础上构建了多阶段屈服耗能TADAS的恢复力模型,并给出了两种简化方式:①简化为三折线模型;②将多阶段屈服耗能TADAS分解为两个具有不同屈服位移的TAD AS,对每个单一屈服位移的TADAS的恢复力模型分别采用Bouc-Wen模型。应用有限元软件SAP2000对两种简化方式进行了比较,结果表明采用第②种方式更为合理。针对多阶段屈服耗能TADAS的多阶段耗能特性,提出了多阶段屈服耗能TADAS减震结构基于性能化的设计方法,并给出了其具体设计流程。通过一个具体算例,应用有限元软件SAP2000对多阶段屈服耗能TADAS减震结构进行了多遇地震(小震)、设防地震(中震)以及罕遇地震(大震)作用下的非线性时程分析,验证了其能够较好地满足预期的性能化设计要求,同时与纯框架结构、框架+支撑结构以及框架+传统TADAS结构的结构响应(包括层间位移、顶点位移、基底剪力、塑性铰的发展、滞回耗能等)进行了比较,分析了各个设计方案的利与弊,进一步表明应用多阶段屈服耗能TADAS在不同的地震水平作用下具有更为明显的优势。