“十二五”以来,随着我国城市化的发展,城市中的土地资源愈加紧张,大城市中的建筑越来越偏向于中高层结构。在现有的各种中高层结构体系中,框架结构占据着主导地位。但在实际使用中,框架结构由于其结构体系的限制,存在刚度较弱、抗震性能较差、跨度较小等缺点,限制了其在高层结构中进一步的发展。基于我国发展的实际需求以及传统结构的种种缺点,本文提出一种新型高层大跨度空间网格盒式结构,通过使用空腹夹层板和网格式框架,在大幅度提高了结构跨度（最大可达40m）的同时,降低了水平构件的高度（仅为跨度的1/25～1/30）,并且其抗震性能、耗能能力、刚度均相较于传统框架结构大幅度提升。由于现有盒式结构的设计方法需要进一步细化,现有研究较少涉及其应用在高层结构中的结构性能,同时在抗震分析时没有考虑地震动的随机性,因此本文通过试验研究、有限元模拟及理论推导,对其设计方法、最佳适用高度、结构在地震动下的响应和考虑地震随机性的结构性能评估等方面进行了研究,具体研究内容及成果包括:（1）提出了考虑构件线刚度比和剪切变形的空腹梁设计方法现有的空腹梁设计方法需要进一步细化,对构件性能有较大影响的多个参数,如连接件尺寸、连接件间距、连接件同上下弦的线刚度比等,考虑较为笼统,。因此本文设计了4组构件试验,用来研究现有设计方法的可行性。试验表明,现有设计方法中假定空腹梁可以按照等截面惯性矩转化为实腹梁进行设计和计算、并在转化时仅仅考虑截面惯性矩一个参数、而其余参数通过一个放大系数来进行修正的方法有进一步细化的必要。根据试验及有限元分析,本文提出了多个空腹夹层板设计限值,使用一个整体性系数ξ来衡量空腹夹层板的整体性及等代计算的有效性,并根据整体性系数的大小给出了空腹夹层板的设计参数推荐取值,对现有的设计方法进行了改进,优化了其实用性。（2）提出了考虑梁柱转动及剪切变形的网格式框架设计方法当将网格式框架应用于诸如公寓及办公楼等层高较矮的高层结构中时,在试验和模拟计算时发现,结构会出现一些不太理想的脆性剪切破坏,使得结构的延性及破坏模式受到影响。本文针对现有设计方法中网格式框架忽略了剪切变形和梁柱间转动的问题进行了研究,基于在东南大学做的三组构件试验进行了详细的有限元分析,进一步优化了现有的设计方法。同时基于研究结果进行了一个实际案例分析,应用增量动力分析（IDA）和易损性分析,评估修正后设计方法的有效性。结果表明,现有的设计方法会极大地高估网格式框架的整体刚度,且会使得结构在一些情况下产生脆性剪切破坏。根据试验及数值模拟,本文提出了新的网格式框架设计流程,通过限制结构的长细比和层间梁的布置数量,有效地提高结构的延性及抗震耗能能力,增强结构的抗震性能。（3）进行了高层大跨度盒式结构整体抗震分析与评估基于前期的构件试验及设计方法,对高层大跨度盒式结构的最佳适用高度、抗震性能进行了有限元模拟和振动台试验研究。通过分析发现,盒式结构较适用于高度为50m及以下、变形曲线为剪切型的结构中。在盒式结构适用高度范畴内,进行了非线性时程分析和概率地震易损性分析。通过IDA和易损性分析可以看到,在普通高层范围内,盒式结构相较于框架结构优势明显,其较大的刚度及较强的耗能能力使得其拥有优良的抗震性能。依据理论分析结果,进行了装配式高层大跨度盒式结构振动台试验,通过试验研究了盒式结构在真实地震动下的结构响应和破坏模式。试验发现,盒式结构在极限状态下的破坏主要集中于次要构件（层间梁）,主体结构的完整性可以在地震下得到保证,同时,盒式结构的层间位移角和顶层位移均远小于框架结构,且在巨震水准下依然基本满足防止倒塌的限值,抗震性能优越。此外,依据振动台试验,建立了有限元模型,进行了考虑地震输入角随机性的概率地震分析,进一步验证了盒式结构优良的抗震性能,并弥补了振动台试验中由于试验条件限制仅进行了单向地震动输入的缺憾。（4）进行了基于实际结构的盒式结构与框架结构的案例分析基于构件试验和整体振动台试验结果,本文选用了一栋已建框架结构,将其重新设计为盒式结构,研究了基于实际工程的盒式结构同框架结构的结构性能、抗震性能以及结构损伤。在结构的性能分析中可以看到,盒式结构在同框架结构使用相同的混凝土和钢筋的情况下,可以实现更大的跨度和更好的抗震性能。在地震荷载下,框架结构的位移和塑性发展都远大于盒式结构,且当经受了8度罕遇水准的地震时程后,框架结构已经产生了严重的破坏,结构有倒塌风险,而盒式结构还可以保证结构的完整性,无倒塌风险,很好地实现了我国抗震规范的要求和设计目标,是一种非常值得推广应用的结构形式。