従来の座屈拘束ブレースの性能を向上させるため、特に主震－余震型地震作用下で従来のダンパーが破断した後に構造物に側方剛性およびエネルギー消費能力を提供できない問題を解決するため、新型の二段階座屈拘束ブレース（two-stage buckling-restrained brace、TS-BRB）を提案した。TS-BRBのエネルギー消費ユニットは、縦方向に段階的に変化する3つの断面のQ235鋼板で構成されており、中央の消費段が地震時に最初にエネルギー消費を行う。該当段が破断した場合、拘束ユニット内のリミットスロットにより端部消費段が継続して機能することが保証され、これによりTS-BRBは従来のBRBよりも高いエネルギー消費能力を有する。TS-BRBのすべり距離はリミットスロットの長さを調整して制限し、構造の減震設計の使用要求を満たす。結果は、本阻尼器のヒステリシス曲線が充実しており、その形状が理論的期待に一致することを示している。TS-BRBは明確な二段階のエネルギー消費特性を持ち、エネルギー消費ユニットの端部消費段は中央消費段破断後も機能を継続し、破断後の追加累積消費エネルギーは破断前の138.41％に達する。TS-BRBは従来のBRBが破断後すぐに支持力とエネルギー消費能力を失う問題を解決し、構造により大きなエネルギー消費余裕を提供する。ABAQUSを用いて実体要素の数値モデルを構築し、シミュレーションと実験のヒステリシス曲線が良好に一致することを確認した。

座屈拘束ブレース;ダンパー;エネルギー消費ユニット;構造減震設計;エネルギー消費余裕;実験研究