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自复位屈曲约束支撑(self-centering buckling-restrained brace, SCBRB)通过自复位系统限制屈曲约束支撑(buckling-restrained brace，BRB)的残余变形，兼顾了滞回耗能和减小结构残余变形的双重目标。SCBRB中自复位系统所采用的筋材非常重要，决定了SCBRB的力学性能、变形能力以及制作成本。而目前自复位系统常采用的纤维筋材(fiber reinforcedsolyper, FRP)和形状记忆合金(shape memory alloy, SMA)，分别因FRP锚固有效性有待研究和SMA成本较高、性能易受温度影响，阻碍了SCBRB的发展和应用。具有较高弹性模量的预应力钢绞线性能稳定、锚固可靠、价格低廉，相对于FRP和SMA，用在自复位系统中具有一定的优势，但由于其弹性延伸率不高，限定了SCBRB的变形能力，本文为此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SCBRB各组件及整体的力学机理，特别针对SCBRB自复位的要求进行了详细分析。在一般SCBRB的基础上，通过合理的构造设计，提出了一种串联双组预应力钢绞线的SCBRB(steel tendon SCBRB，ST-SCBRB)，针对其工作机理、构件构造进行了详细阐述:串联双筋自复位系统由内、中、外三个套筒或组合钢部件、两组预应力钢绞线、两组锚板组成，使得ST-SCBRB的轴向变形为每组预应力筋变形的两倍，从而提高了SCBRB的变形能力，降低了支撑对预应力筋的变形要求;支撑的内筒和中筒不仅作为自复位系统的传力部件，而且能精确约束BRB核心板的平面内和平面外屈曲，中筒和外筒均可由螺栓拼接形成，方便安装和更换核心板。在理论分析的基础上，给出了ST-SCBRB的设计实例。 (2)建立了一般SCBRB的OpenSees有限元模型，并与已有SCBRB的试验结果进行对比，验证了OpenSees建模方法的有效性;接着在一般SCBRB的基础上建立了ST-SCBRB的有限元模型，针对ST-SCBRB各部件的设计进行了参数化分析，为后续ST-SCBRB应用于结构的分析做准备;提出了SCBRB结构应用的简化分析模型，通过与理论计算或试验结果对比，验证了数值模型和分析方法的合理性，同时表明简化分析模型中自复位系统的第一刚度应适当减小，以考虑构件加工和组装误差对支撑性能的影响。 (3)针对SCBRB“等强原则”的研究方法进行了全面的讨论，并以BRB框架为参照，进行了ST-SCBRB各部件对框架结构地震响应影响的参数化分析，结果表明:与BRB“等强原则”的设计方法不能唯一确定SCBRB各部件的参数，且该设计并非最优方案，可采用基于结构性能的初步设计思想，根据结构的地震响应和所采用的筋材调整SCBRB核心板和预应力筋的面积，达到最优配置;通过多条地震波分析得出，ST-SCBRB能很好的控制结构的残余变形，在减小结构位移响应方面与BRB框架相当，甚至优于BRB框架，并且具有很大的保证率。 (4)考虑结构的空间作用和三向地震作用，建立了三维振动台试验模型，验证了ST-SCBRB的抗震性能，并与SMA作为自复位系统的SCBRB比较。结果表明由于预应力钢绞线较大的刚度，ST-SCBRB更能减小结构的位移响应和结构的累积损伤，并且支撑本身在合理设计的基础上变形能力满足结构设计的需要。