地震是城市及居住者可能遭受的自然灾害之一,其对建筑结构造成的破坏作用及引起的次生灾害,成为人类历史上主要的自然灾害。我国是世界上地震灾害最严重的国家之一,2008年8.0级汶川地震、2010年7.1级玉树地震和2013年7.0级雅安地震等都造成了巨大的人员伤亡和经济损失。提高建筑结构体系的抗震性能,研究“新型结构体系与性能设计理论、灾害作用及结构失效机理与性态控制”,最大程度地减轻地震危害,是土木工程的重大需求和迫切任务之一。目前,结构振动控制日益受到国内结构工程师和研究人员的关注,其中以利用各种耗能装置提高结构抗震性能最为突出。开发具备稳定耗能性能的低廉耗能阻尼器,借以提高装配式混凝土结构的耗能能力,被认为是推动高烈度区装配式混凝土结构应用的关键技术之一。同时,一系列震害研究表明,装配式混凝土梁柱节点的失效以及延性不足是装配式混凝土结构出现较多损伤以及灾难性破坏的主要原因,因此提高装配式混凝土节点区的可靠性与延性至关重要。针对上述问题,本文通过理论解析、试验研究和数值模拟等方法,分别从新型耗能杆研发、新型装配式梁柱节点以及装配式框架易损性等方面对竹节形耗能杆、部分约束耗能杆、附加耗能杆装配式自复位节点及附加耗能杆装配式自复位框架进行了系统研究,有利于推动形成地震中仅发生可快速修复损伤的结构,促进可持续发展工程结构抗震的研究进程。本文主要研究内容和结论如下:在第二章中,通过概念设计提出了一种由竹节弹性段和竹间塑性段形成的具有高耐久性的新型竹节形耗能杆,并通过试验评估了小应变条件下适用的高性能铝合金竹节形耗能杆的滞回性能与低周疲劳寿命;通过试验重点考察设计参数对铝合金竹节形耗能杆变形模式、破坏模式、受压调整系数等的影响,试验结果表明铝合金竹节形耗能杆的各项性能指标主要受到上述几何构造以及加载制度的影响。还通过试验对比了关键构造参数对全钢竹节形耗能杆滞回性能、低周疲劳寿命、变形与失效模型、受压调整系数等的影响,证明其在较大应变条件下仍具有稳定可靠的滞回性能、良好的疲劳寿命以及可控的变形与失效模式;结合精细化有限元分析,评估了全钢竹节形内核的扭转状态与接触状态,通过累积塑性变形分析了全钢竹节形耗能杆的破坏机理,并结合屈曲理论对竹节形内核的多波屈曲行为进行探讨,给出考虑竹节转动的内核波长修正公式。在第三章中,在分析第二章中研究的竹节形耗能杆存在的问题后,引入新型部分屈曲约束机制,提出了以高材料利用率为特征的部分约束型耗能杆,并定量给出评价屈曲约束耗能杆材料利用率的计算公式;通过理论推导,给出了部分约束耗能杆关于扭转屈曲、防截面膨胀、防局部失效的设计方法,经由试验验证了上述理论设计方法的可靠性;通过试验对比了不同加载制度、屈服段边缘和外约束套管内壁间间隙以及屈服段长度,并分析上述参数对部分约束耗能杆滞回性能、低周疲劳寿命、变形与失效模式、基本力学性能的影响,试验结果表明部分约束耗能杆具有优异的性能,在提高材料利用率的同时改善了滞回性能;通过校正的精细化有限元模型,对部分约束耗能杆的屈曲响应、接触状态、塑性变形进行评估。在第四章中,以耗能杆的研究为基础,将全钢竹节形耗能杆附加于装配式后张混凝土节点,旨在保证节点自复位能力的同时提高节点的耗能能力。通过五组节点静力循环往复试验初步研究了不同加载制度、初始预应力、耗能杆几何尺寸、数量以及安装形式对节点抗震性能的影响,分析并评估附加耗能杆装配式节点的变形与破坏模式、荷载-位移响应、预应力全过程变化、等效阻尼比以及自复位性能。试验结果表明本文提出的新型装配式混凝土节点具有耗能良好、残余位移小、预应力损失可控的特点,加载过程中未出现强度、刚度退化等现象,且节点在不经修复直接二次加载下仍能保持足够的承载能力和耗能能力,体现该节点具有承受强余震的能力;通过钢筋应变规律揭示了预制梁柱主体结构在加载过程中基本保持弹性,同时根据试验结果给出节点受压区高度计算值。在第五章中,基于Open Sees建立附加水平耗能杆装配式后张混凝土节点的数值模型,并利用第五章中装配式节点的试验数据对数值模型进行校正;结合数值参数化分析,系统研究了初始预应力、耗能杆数量、耗能杆屈服强度、耗能杆安装位置、柱轴压比、预制梁几何尺寸等对节点承载力和耗能能力等节点性能的影响;最终在数值分析和节点受力理论分析的基础上给出了装配式节点承载力的建议设计公式以及节点自复位控制的判别准则。在第六章中,为深入研究附加全钢耗能杆装配式后张混凝土节点的受力与滞回特性,从理论的角度将附加耗能杆装配式混凝土节点分解为预制混凝土梁柱节点-预应力筋和预制混凝土梁柱节点-附加耗能杆两个子体系,对节点滞回受力全过程进行分析,并以此建立装配式混凝土节点的宏观滞回模型,通过自由体受力分析,定量分析并显式给出节点滞回模型转动刚度以及特征点处弯矩、转角的计算公式;结合试验现象,定义装配式节点各个极限状态,并推导给出各极限状态对应的特征荷载和特征位移。第七章中,为拓宽附加耗能杆的安装构造形式并提高附加耗能杆的耗能效率,提出一种新型隅撑型耗能杆装配式后张混凝土节点,同时开展了相关的试验研究,并与附加水平布置耗能杆装配式后张混凝土节点进行了对比,通过理论分析隅撑型耗能杆装配式后张混凝土节点的受力机理,建立了隅撑型节点的理论滞回模型,并基于ABAQUS建立了精度满足需求的隅撑型节点的三维数值模型,以校准的数值模型对隅撑型耗能杆轴线与梁表面夹角和隅撑型耗能杆总长进行参数分析,给出节点正向承载力和负向承载力的计算公式。第八章中,为弥补前章试验中未考虑楼板对附加耗能杆装配式后张混凝土节点性能的影响,针对叠合板-装配式后张混凝土节点开展系统的试验研究,重点考察叠合楼板的存在和多次加载对装配式节点性能的影响,系统研究不同试验参数下叠合板-装配式后张混凝土节点的承载力、耗能以及自复位性能的变化规律,并考察足尺试验状态下耗能杆经受多次加载的可靠性。通过试验发现,叠合板-装配式后张混凝土节点在加载过程中基本未出现强度退化,但同一位移角幅值下的节点强度会随着加载圈数的增加而逐渐下降。叠合板-装配式后张混凝土节点在不经修复直接进行二次加载的条件下,其正负向强度均会出现明显的下降。叠合板-装配式后张混凝土节点在一次加载结束后存在的残余变形将使得加载结束后的预应力相较于初始预应力有所增加。叠合板-装配式后张混凝土节点的耗能能力随着加载次数的增加而逐渐减弱,二次加载的累积耗能较初次加载累积耗能下降明显。在第九章中,对附加耗能杆装配式后张混凝土框架进行了Pushover分析,并根据结构的能力曲线定义了结构的极限状态和破坏状态;通过动力弹塑性时程分析,研究结构动力响应,并通过对数线性回归法求得结构概率需求模型参数;最终基于可靠度原理,建立结构失效模型,并绘制结构的易损性曲线。