地下资源的开采造成地表移动和变形,在地面建筑物内产生附加内力和附加变形,致使建筑物出现不同程度的损害和破坏。抗变形建筑是应对矿区建筑物下采煤的重要措施,随着钢结构建筑的广泛使用,其在地表变形地区得到了大量应用和推广。钢框架结构具有绿色环保、抗地表变形性能好、自重轻、装配化程度高、施工周期短、有效使用面积大、可重复使用等特点,是一类适用于采动区地面建筑物的结构体系。我国煤炭资源分布与抗震设防地区高度重合,采动区建筑物除了要有良好的抗地表变形性能外,同时应有稳定的抗震性能。钢框架结构具有很好的抗地表变形能力,但因其抗侧刚度较小,故而抗震能力有限。普通支撑钢框架结构一定程度上提高了建筑物的抗震能力,但普通支撑存在受压屈曲问题。防屈曲支撑能有效避免压屈的出现,研究防屈曲支撑钢框架结构能否满足抗震抗地表变形的“双抗”需求具有重要的现实意义。本文综合运用试验研究、数值模拟及理论分析等手段对带冷弯型钢防屈曲支撑钢框架结构抗采动地表变形及抗震性能进行了系统、全面的研究。在构件层次上,提出一种冷弯型钢防屈曲支撑,对其性能及构造参数取值进行了分析并提出了支撑构件的设计方法。在结构体系层次上,对带冷弯型钢防屈曲支撑钢框架结构在单独地表变形、单独地震及地表变形-地震共同作用下的性能进行了系统研究,并提出了此类结构体系的抗地表变形设计建议及抗震设计方法。本文的主要研究内容如下:（1）提出了一种新型防屈曲支撑并对其进行了拟静力试验研究。提出一种冷弯型钢防屈曲支撑（CCA-BRB）,其内芯为十字形截面,约束构件由两组冷弯槽钢和四组冷弯角钢组合而成。完成了3根支撑试件的轴向拟静力试验,定量分析了支撑的滞回性能（滞回曲线、骨架曲线）、力学性能（拉压不均匀系数、屈服后刚度、屈服后刚度系数）、变形性能（延性系数、累积塑性变形）及耗能性能（耗能系数、等效粘滞阻尼比）,对此类支撑的抗震性能及有效性进行了综合评价。（2）研究了构造参数对冷弯型钢防屈曲支撑整体性能的影响规律并给出了对应参数的建议取值。利用ABAQUS建立了支撑数值模型,通过数值模拟结果与拟静力试验结果的对比验证了数值建模方法的可行性与准确度,研究了约束比、间隙、内芯宽厚比及初始缺陷等构造参数对支撑整体性能的影响规律,基于分析结果给出了对应参数的建议取值。（3）研究了不同地表变形作用下防屈曲支撑钢框架结构的抗地表变形性能。通过数值模拟系统研究了防屈曲支撑钢框架、普通支撑钢框架及纯钢框架分别在地表水平变形（水平拉伸及水平压缩）、竖向变形（不均匀沉降及正、负曲率变形）作用下的附加内力及附加变形变化规律,讨论了防屈曲支撑钢框架结构的抗地表变形机理,对比分析了三类结构体系的抗地表变形能力,给出了位于采动区不同区域下的结构选型建议。分析结果表明,三类结构体系均具有良好的抗地表变形性能,附加内力主要集中在底部一、二层的框架梁、柱上,支撑的加入能明显降低结构底层框架梁承担的弯矩,提高结构的抗地表变形性能,支撑应力的变化主要集中在结构底层,不均匀沉降作用下三类结构体系会产生明显的水平侧移进而影响结构正常使用,水平侧移是设计中一个重要的控制因素。（4）研究了防屈曲支撑钢框架结构在单独地震作用下及地表变形-地震共同作用下的抗震性能。首先,进行了罕遇地震作用下的动力时程分析,从屈服机制、抗震机理、层间剪力及层间位移等角度出发,研究了防屈曲支撑钢框架在地震作用下的响应变化规律,并与普通支撑钢框架、纯钢框架进行了对比分析;其次,进行了防屈曲支撑钢框架结构的增量动力时程分析,探讨了结构的层间剪力、层间位移在不同地震加速度峰值下的分布规律,研究了防屈曲支撑与钢框架间的协同工作机理;最后,依据损伤理论研究了受地表变形扰动下防屈曲支撑钢框架结构的抗震性能,分别基于层间位移角和改进的Park-Ang双参数损伤模型定义了对应的抗震性能水平,给出了地表不均匀沉降影响下防屈曲支撑钢框架结构的层间位移角或整体损伤指数—地震加速度峰值曲线,完成了地表变形对不同结构高度、不同支撑布置方式的防屈曲支撑钢框架结构抗震性能影响的定量评价。（5）提出了CCA-BRB构件设计方法、防屈曲支撑钢框架结构抗地表变形设计建议及抗震设计方法。首先,从内芯设计（包含内芯的屈服段长度、截面面积及截面尺寸的确定）及约束构件设计（包含间隙的确定、约束构件长度及截面尺寸的确定）等两个层面提出了CCA-BRB构件设计方法并给出了设计算例,为工程实践中进行CCA-BRB构件设计提供参考;其次,从采动区防屈曲支撑钢框架结构布置原则、抗地表变形设计及抗地表变形措施等三个层面提出了防屈曲支撑钢框架结构抗地表变形设计建议;最后,以罕遇地震作用下主体钢框架保持弹性不屈服为设计目标,提出了基于弹性位移设计谱的防屈曲支撑钢框架结构抗震设计方法,该方法以钢框架屈服位移作为目标位移,利用等效单自由度弹性位移设计谱确定防屈曲支撑钢框架的目标周期,从而确定支撑内芯屈服段的截面面积,进而依据CCA-BRB设计方法完成CCA-BRB构件的设计。通过算例对该设计方法进行了验证,为工程实践中进行防屈曲支撑钢框架结构设计提供参考。该论文有图139幅,表49个,参考文献281篇。