在混凝土结构中使用不锈钢钢筋,可以提高结构在恶劣环境下的耐久性,减少维护和维修成本。迄今为止,国内外对不锈钢钢筋混凝土构件的力学性能已进行了研究,但针对大震作用下不锈钢钢筋混凝土框架结构整体抗震性能的研究极少。目前国产不锈钢钢筋的强度与HRB500MPa级钢筋相当,但其弹性模量较低,因此使用国产不锈钢钢筋替换HRB500钢筋后,结构的整体变形性能如何?结构构件的延性需求有何变化?这些都有待确认。本文从构件试验和整体结构模拟两个方面进行了研究,构件试验方面,进行了一根配置不锈钢钢筋混凝土柱的低周反复加载试验,并与另一根柱对比,分析轴压比对柱抗震性能的影响。此外还对比了相同条件的不锈钢钢筋混凝土柱与HRB500钢筋混凝土柱的位移延性系数有何差别。整体结构模拟方面,由于不锈钢钢筋强度与HRB500钢筋强度相当,按照规范要求设计配置HRB500钢筋的混凝土框架结构,并且按照同样的配筋条件完成配置不锈钢钢筋的混凝土框架结构设计,使用Perform-3D对两栋结构进行8度(0.3g)区的双向罕遇地震作用,对比两栋结构整体变形反应以及梁、柱构件延性需求的不同之处,分析两栋结构抗震性能的差异。主要得到以下结论:(1)试件配筋率等其他条件相同时,在一定范围内,增大轴压比会降低不锈钢钢筋混凝土柱的极限位移角和位移延性系数,加快柱的刚度退化速度;在配箍特征值等条件相同时,不锈钢钢筋混凝土柱的位移延性系数低于HRB500钢筋混凝土柱;轴压比不超过0.3时,以3.0的位移延性系数为标准,配置不锈钢钢筋混凝土柱能够满足抗震要求的变形和位移延性系数。(2)配置不锈钢钢筋和HRB500钢筋混凝土框架结构的整体变形反应规律相同,不锈钢钢筋框架结构的整体刚度偏低,变形更大一些;与HRB500钢筋框架结构相比,不锈钢钢筋框架结构的最大顶点位移和最大层间位移角均有所增大,两栋结构的最大层间位移角均小于规范限值1/50;不锈钢钢筋框架结构的底层剪力略小一些,底层刚度较小。(3)与HRB500钢筋框架结构相比,不锈钢钢筋框架结构的梁、柱端出铰率更低,而且相应位置的梁、柱端曲率延性需求普遍偏小,但其梁、柱最大塑性位移角更高一些;配置不锈钢钢筋和HRB500钢筋框架结构的梁、柱端最大曲率延性需求分布以及最大塑性位移角需求分布均与对数正态分布相吻合;在仅考虑地震动不确定性因素、考虑地震动和模型质量这两类不确定性因素以及考虑美国规范给出的四类不确定性因素这三种情况下,相对于HRB500钢筋框架结构构件延性需求,相同保证率下不锈钢钢筋框架结构的梁、柱端曲率延性需求降低,塑性位移角需求提高。(4)考虑的不确定性因素越多,相同保证率下配置不锈钢钢筋和HRB500钢筋框架结构的梁、柱端曲率延性需求以及塑性位移角需求均越大,梁、柱构件的设计要求也就越高;为了使8度区配置不锈钢钢筋框架结构有较大的安全余量,建议分析高烈度区框架结构的梁、柱曲率延性需求以及塑性位移角需求时,考虑地震动以及模型质量这两类不确定性因素的共同影响。