柱间支撑是厂房结构纵向抗震的核心构件。建筑高度较大时常采用多层柱间支撑,可以减小支撑长细比,同时支撑与柱的交点也可以作为柱平面外有效的支承点,使得柱和支撑等构件更容易满足长细比限值,减少用钢量。然而,在结构遭受纵向罕遇地震作用时,由于各层支撑承载力不同,支撑破坏可能仅在相对薄弱支撑层中发生,薄弱层抗侧刚度降低引起沿柱高度方向各层层间位移角出现较大差异,层间位移角差异导致柱在支撑平面内弯曲。然而,规范规定柱按单向压弯构件进行设计,该假定显然与实际不符,有可能导致按规范假定设计的柱在此种情况下发生失稳从而引发结构破坏。针对以上问题,本文通过静力推覆分析研究了单榀多层柱间支撑钢框架结构在纵向荷载作用下的抗震性能和破坏机理,同时研究了长细比、层高对多层柱间支撑结构纵向抗震性能的影响。分析结果表明,出现层间位移角集中,且随着结构侧移的增大,柱在支撑平面内发生弯曲。为避免该情况,提出柱设计内力应考虑支撑引起附加弯矩。随着支撑长细比的增加,受压屈服前的水平分力减小,不平衡剪力引起的柱弯矩值减少,减轻结构弯曲破坏。当薄弱层的高度相对于楼层高度较小时,侧移集中更为严重。柱截面按双向压弯设计,重新设计3个中型、11个重型多层柱间支撑钢结构厂房。对厂房整体进行纵向地震作用下的时程分析,分析不同支撑形式的组合、支撑层数等参数的影响。分析结果表明:在多遇地震作用下,结构纵向位移较小,满足规范要求限值;在罕遇地震作用下,部分结构发生中等破坏,个别出现严重破坏,薄弱层支撑屈曲,新设计构件可以有效防止柱出现失稳破坏。据此提出设计建议:(1)薄弱层高度相对于楼层高度较小时,侧移集中更为严重。设计条件允许的情况下,可以适当增加一层支撑高度。(2)因为支撑剪力不平衡,与支撑相连钢柱在支撑平面内受到弯矩,设计时需要按双向压弯考虑。厂房纵向框架采用多遇地震动参数计算分析时,受拉支撑不屈服,与支撑相连的钢柱不需采用附加弯矩进行验算;罕遇地震作用下支撑相连钢柱有可能发生双向弯曲,需要考虑层间位移角差导致的支撑平面内弯矩。(3)增加支撑长细比可以避免弯曲失稳破坏,宜采用细柔长细比,或者按长细比小于65控制。(4)考虑不同支撑组合,X形支撑组合抗侧移性能最优;截面面积相同时,柱间支撑采用角钢性能较差。