鉴于优良的力学性能与逐渐提升的经济竞争力,钢桥在我国工程领域的应用日益增多。钢桥抗震性能良好,但在强震作用下仍会产生钢板局部变形等塑性损伤。然而,目前已有的钢桥弹塑性地震反应计算模型无法同时兼顾计算精度与工程可行性的需求。为此,本文以建立确保计算精度且满足工程设计的实用钢桥弹塑性地震反应计算方法为目的,将钢桥的地震易损构件钢桥墩作为研究对象,基于结构抗震性能分析,提出了强震作用下考虑局部变形影响的钢桥墩简化滞回模型;并以模拟水平方向性能各异的钢结构或构件为目的,对传统的多剪切弹簧力学模型进行改进,提出了考虑多方向性的改进多剪切弹簧模型。本文的主要工作与研究成果包括以下几个方面:(1)利用钢桥墩有限元计算模型,讨论了焊接残余应力与初始几何缺陷对结构滞回性能的影响。结果表明,焊接残余应力对钢桥墩抗震性能的影响非常小;初始几何缺陷对结构的滞回性能影响不大。因此,利用有限元方法对钢桥墩进行抗震性能分析时可不考虑初始缺陷的影响。(2)对材料为Q345qC钢材的钢桥墩抗震性能承载力与延性极限状态进行研究,通过回归分析拟合得到结构极限状态与径厚比(宽厚比)、长细比等结构参数之间的关系,并将本文得到的Q345qC钢桥墩极限状态计算公式与日本学者建议的日本钢桥墩对应的经验公式进行比较。结果表明,圆形截面钢桥墩的抗震性能极限状态与结构参数的关系受钢材材料特性的影响不大。但对于带有横、纵向加劲肋的矩形截面钢桥墩,当结构参数相同时,结构抗震性能极限状态会因所用钢材性质的不同而产生较大的差异。但即使是不同钢材的矩形截面钢桥墩,结构抗震性能极限状态随结构参数的变化趋势相似。(3)根据钢桥墩地震损伤特性的研究,提出了考虑钢板局部变形影响的钢桥墩简化滞回模型,从滞回曲线基本特征、滞回曲线方程与性能退化规则等方面对其进行论述,验证了拟静力循环加载条件下模型的有效性,并通过动力反应分析研究了该模型在结构弹塑性地震反应计算中的适用性。(4)基于模拟水平各方向力学性能各异的钢结构或构件的目的,对传统的多剪切弹簧力学模型进行改进,提出了考虑多方向性的的改进多剪切弹簧模型,并以钢阻尼器为目标对象,从滞回曲线方程、刚度比的确定以及形状参数的确定对改进后的模型进行说明。(5)将改进多剪切弹簧模型作为U型钢阻尼器的简化分析模型,通过钢阻尼元件的拟静力滞回性能分析验证了改进后模型的有效性,并通过以U型钢阻尼器作为减震装置的曲线桥梁的弹塑性反应计算验证了该模型在结构地震反应分析中的适用性。