高强钢组合D型偏心支撑框架综合了中心支撑结构的抗侧刚度大、纯框架结构的延性好、高强钢的强度高和偏心支撑结构的耗能能力强等优点，具有良好的抗震性能和经济性。但目前国内对这种结构体系抗震性能的研究较为匮乏。为了研究这种结构体系的抗震性能，采用ABAQUS有限元分析软件建立了五组系列模型进行参数分析。考虑的参数分别为耗能梁段长度、耗能梁段腹板高厚比、耗能梁段腹板加劲肋间距、结构的高跨比和不同钢材强度组合。通过对这五组系列模型进行单调加载和循环加载分析，得到了各模型单调加载下的荷载-位移曲线、循环加载下的滞回曲线、骨架曲线和刚度退化曲线。通过各系列模型的对比分析，得到了各参数对高强钢组合单层单跨D型偏心支撑钢框架的承载力、刚度、延性及耗能能力等的影响规律。研究结果表明：剪切屈服型结构的抗震性能优于弯曲屈服型，且耗能梁段长度取(0.70~1.20)Mp/Vp较为合理；随着耗能梁段腹板高厚比的减小，结构的承载力和初始刚度逐渐增大，而延性性能越来越差，耗能能力也在逐渐减弱，且耗能梁段腹板高厚比不宜小于21.7；耗能梁段腹板加劲肋间距增大时，结构的变形能力延性性能逐渐增强，结构的承载力逐渐减小，但是减小幅度不大，而对结构初始刚度几乎没有影响；结构的高跨比在0.55~0.80范围内取值时，可以使结构的承载能力、刚度、延性、变形能力和耗能能力都能充分的发挥；组合钢材的强度等级越高，结构的极限承载力越高，耗能能力越强，结构的延性性能则越弱，但对结构的初始刚度几乎没有影响。总之，采用强度等级较高的钢材组合（耗能梁段及支撑始终取Q345钢）在结构的承载力和耗能能力方面优势明显，但使结构的延性性能有所减弱。