在唐代殿堂型木构架中，作为木柱与屋架间连接层的铺作层结构整体性强，纵横向联系紧密，受力复杂。为研究铺作层结构的受力性能，以唐代殿堂型木构架单跨铺作层为研究对象，制作了1∶3的缩尺模型并开展两级竖向荷载作用下的水平往复加载拟静力试验，分析铺作层结构的受力变形特征和滞回性能。结果表明：在外荷载作用下，铺作层模型出现了铺作转动、连梁段受弯和横向构件相对滑动等变形，其中一、二下昂在不同的加载方向呈现出不同的位移特征。在正向加载阶段，一下昂随铺作转动并滑动，二下昂斜向下滑动，至正向加载阶段末，一、二下昂昂头的水平位移占水平控制位移的56.93%和79.03%;负向加载阶段，一、二下昂受下部构件阻碍与之挤压并斜向上滑动，至负向加载阶段末，一二下昂昂头的水平位移占水平控制位移的49.81%和63.90%。铺作层模型的滞回曲线具有不对称性特征，负向半环更为饱满，这是由于负向加载阶段一、二下昂的滑动增大了铺作的负向转动角度和连梁段弯曲程度，进而提高了铺作转动以及连梁段受弯时的抗侧能力。竖向荷载能够有效提高铺作层模型的水平承载力、抗侧刚度和耗能能力，当竖向荷载为60 kN时，相较于30 kN的情况，铺作层模型的正（负）向水平承载力、正（负）向抗侧刚度和耗能能力分别提高了25.35%（42.15%）、25.97%（38.04%）和70.01%。