理论研究与震害经验表明,地震时地面运动和结构的反应都是复杂的多维运动。在以往钢筋混凝土结构动力反应研究中,由于技术手段的局限,研究者往往采用的是平面分析模型,只考虑在单向水平地面运动作用下的结构反应。实际上,无论是规则结构还是不规则结构,双向水平地震动作用下的结构地震反应与仅考虑单向水平地震作用的结构地震反应有较大差别,将结构简化成平面分析模型在多大程度上能够代表整个结构的真实地震反应还有待研究。另外,在空间框架中,框架柱由于为双向受力,使得其地震反应与单向受力时明显不同,也需要仔细研究。而利用空间分析模型进行结构在双向水平地震作用下的地震反应分析正是进行这些研究的有效手段。本文按照建筑抗震设计规范和混凝土结构设计规范,设计了一多层钢筋混凝土空间框架结构,并沿空间框架两个方向上各取出了一榀平面框架,利用结构非线性动力分析程序OpenSees为平台,在设防地震作用和罕遇地震作用水准下选择适当的地震波作为输入,对平面框架和空间框架分别进行了单向地震作用下和双向地震作用下的非线性动力反应分析。通过对分析结果的归纳整理,对比了平面框架和空间框架的整体反应规律(顶点侧移、层间位移角、楼层的侧移分布规律等)和局部反应规律(杆端纤维应变、杆件塑性铰的分布、转动程度以及结构延性需求的大小),对以往的平面分析结论是否符合结构的真实受力做出了评价。本文通过以上分析,得出了如下结论:①就结构的单向位移反应而言,质量调整后的平面模型与空间分析模型有较为近似的分析结果。表明对于规则结构,平面分析模型的位移反应可以代表整个结构的单方向位移反应。但若考察由空间框架的两正交水平方向上侧移合成的最大整体变形,在设防烈度地震作用下,空间框架的整体变形为质量调整后平面框架的1.3～1.4倍;在罕遇地震作用下,空间框架的整体变形为质量调整后平面框架的1.1～1.2倍。②质量调整前后的平面框架在地震作用下的屈服机制、薄弱部位与空间框架在双向地震作用下有较大差异。平面框架的塑性铰分布规律是梁铰数量多、转动较大,且多为双向屈服,柱铰有一定数量,但转动相对较小;而空间框架的塑性铰分布规律是柱端塑性铰数量远多于梁端塑性铰数量,且柱端塑性铰比较集中,一定程度上会形成同一层所有柱上下端同时出铰的层侧移机构,结构的滞回耗能将向薄弱层集中,平面分析模型明显低估了框架柱的非线性地震反应。这表明我国规范中“强柱弱梁”调整系数有待进一步提高。