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国内外多次震害调查表明,按照现行规范设计的结构,在地震后破坏严重,常造成巨额的修复或重建费用。自复位结构体系由于具有震后残余变形小,结构损伤轻的概念设计,越来越受到关注。自复位钢筋混凝土(RC)框架结构自从在预制抗震结构体系(PRESSS)项目中提出以来,研究的重点正在从自复位节点抗震性能转向整体框架结构的抗震性能。同时,附加耗能装置也从内置低碳钢筋发展为可替换的外置阻尼器,如低碳钢(MS)阻尼器,摩擦阻尼器等。目前,由于自复位结构抗震性能的研究及设计还不完善,自复位框架结构在实际工程中应用还很少。在实际地震发生时,每次主震发生后不久经常会有多次余震发生,在外置阻尼器来不及替换的情况下,自复位框架结构的抗震性能也有必要深入研究,但目前还未有针对这方面的研究。因此本文为了研究自复位钢筋混凝土框架结构在各水准主余震下的抗震性能,首先设计制作一幢1/2缩尺比单跨两层双向自复位框架结构,整个框架结构包括三种类型自复位节点:柱-基础节点、顶铰梁-柱节点(结构Y向)和普通梁-柱节点(结构X向),其中,采用无粘结后张预应力筋(PT)为节点提供自复位能力,前两种节点采用外置可替换的MS阻尼器作为耗能装置,普通梁-柱节点采用角钢作为耗能装置。然后从PEER NGA-West2强震数据库共选取2条地震动:Morgan Hill地震动(IV类场地,简称“MH”),San Fernando地震动(II类场地,简称“SF”),每条地震动包含两条水平分量,并设定PGA较大的水平分量为主方向。试验输入双向地震波,主方向与从方向地震动幅值之比为1:0.85。采用逐级增大加速度峰值的加载方法,每级幅值下,主方向地震动先沿普通梁框架(结构X向)输入,然后再沿顶铰梁框架(结构Y向)输入。在每级幅值主震(从中震到超大震)之后,施加两次余震地震动。记录并详细总结了每级幅值主余震下结构的试验现象,最后对试验结果进行处理分析,主要包括结构动力特性、结构楼层相对基底位移、层间位移角、楼层加速度、节点开口转角以及预应力筋和外置低碳钢(MS)阻尼器的反应。通过分析结构反应的变化规律,可以得到以下主要结论:(1)结构楼层位移和层间位移角随着主余震幅值的增加而增大,层间位移角基本呈均匀分布;在超大震幅值下,结构层间位移角达到了规范限值2.4%,但此时主体框架结构损伤不严重,主要在混凝土梁和柱上产生大量肉眼可见的微裂缝;结构残余变形仍比较小,在超大震下仍具有比较好的自复位性能。结构在IV类场地(MH)主余震下的位移反应大于II类场地地震动(SF)主余震下的位移反应。(2)节点开口位移随着主余震幅值的提高而增大,数值近似等于峰值层间位移角,结构变形能够集中在节点开口位置,并且节点具有比较好的自复位特性。(3)随着节点开口位移的增大,预应力增量逐渐增加,但预应力筋存在预应力损失,造成每种工况下的初始应力不同程度的下降,在加载过程中,预应力筋未达到屈服;节点位置处低碳钢阻尼器也同时发生变形,阻尼器在中震下,基本处于弹性状态,大震下刚达到屈服,在超大震4作用下,阻尼器仍未断裂失效。(4)由于结构损伤不严重,在不同幅值主震后施加不同次数的余震,对结构的位移反应和加速度反应影响不明显,但会引起顶铰梁-柱节点低碳钢阻尼器杆端弯曲破坏更严重。