偏心支撑框架在承受较大的水平荷载时,可通过耗能梁段的屈曲变形消耗地震能量,从而保护其它结构在大震作用下保持弹性阶段或部分塑性阶段,具有较高的承载力和耗能能力。传统偏心支撑钢框架结构中,往往采用焊接连接的方式,耗能梁与框架梁作为一个整体进行设计,这样不利于框架的震后修复。为了解决这一问题,根据“强柱弱梁”的设计理念,采用较低屈服点的Q235钢作为耗能梁,Q345钢作为框架其他构件,将耗能梁设计为齐平式端板螺栓连接,梁柱节点采用半刚性连接的形式,防止了焊接连接造成的节点间脆性断裂的问题,同时,耗能梁采用可替换设计,有利于震后的修复,提高了结构的经济效益。本文通过拟静力试验和非线性有限元分析,对带有可替换耗能梁的半刚接偏心支撑钢框架进行了分析,具体内容如下:(1)对两个1:2缩尺比例单层单跨平面钢框架进行低周循环加载试验。通过试验分析了框架的变形特性、塑性发展情况及破坏模式,分析了框架的强度、刚度、滞回性能、耗能特性。(2)采用ABAQUS有限元分析软件,依据试验框架数据建立有限元实体模型,对模型进行非线性分析,结果表明,模型的应力发展情况、变形情况、荷载-位移曲线均与试验由较好的拟合效果。(3)通过改变耗能梁的长度、框架的轴压比,研究框架抗震性能的差异性。结果表明:破坏主要发生在耗能梁处,且耗能梁先于框架屈服并消耗能量;适当提高耗能梁处端板厚度可以提高框架的水平承载力。梁柱节点处在加载过程中始终没有屈曲破坏,梁柱节点处的螺栓所受荷载较小,采用半刚性连接对框架的抗震性能影响较轻。采用长度比较小的剪切型耗能梁具有较高的承载力和初始刚度,长度过长不利于耗能梁腹板处剪切变形消耗能量。轴压比在0.3以下时,轴压比对框架的抗震性能影响较小,轴压比达到0.6和0.8时,易导致柱脚在加载过程中的屈曲。