预制混凝土具有生产效率高、产品质量好、对环境影响小、有利于可持续发展等优点,目前在世界各国广泛应用。预制混凝土结构的抗震研究始于20世纪70年代,以往的抗震研究多集中于等效现浇(Monolithic emulation)节点和结构,对装配式(Jointed precast)节点和结构的研究较少。欧盟于2003年发起的国际合作研究项目“Seismic Behavior of Precast Concrete Structures with Respectto Eurocode 8”旨在对装配式预制混凝土框架结构的抗震性能进行系统研究,并为Eurocode8的相关修订提供帮助。同济大学作为该项目的参加单位之一,进行了一系列试验和理论研究。本文以此项目为依托,对装配式预制混凝土框架结构的抗震性能展开研究。首先进行了四个混凝土平面框架梁柱节点的拟静力试验,包括一个现浇节点,一个后浇整体式节点,两个采用橡胶垫螺栓连接的装配式节点。对比研究现浇、后浇、装配式三种节点的抗震性能。试验表明:后浇节点与现浇节点相比,强度、延性和变形能力相当,但刚度衰减较早、较快,耗能稍差;采用橡胶垫螺栓连接的装配式节点的主要力学特点是:转动刚度小、弹性变形能力大、耗能差、延性低、弯矩—转角滞回曲线呈非线性弹性特征。根据试验结果提出了装配式节点的弯矩—转角恢复力模型。接着进行了三个采用橡胶垫螺栓连接梁柱节点的装配式预制混凝土框架结构的拟动力试验,包括两个单层两跨单榀框架和一个单层单跨三榀铺屋面板的框架。试验表明:此类结构的破坏模式为柱底弯曲破坏,属延性破坏,位移延性系数达3.5以上;试件层间位移角达到1/25时承载力无明显下降,滞回曲线仍较饱满,试验结束后试件无过大残余变形,此类结构具有较好的抗震能力;采用橡胶垫螺栓连接的装配式梁柱节点在试验中工作良好,无明显破坏;屋面板与屋面梁的焊接连接在试验中最先破坏,易导致屋面板塌落,是此类结构抗震的薄弱环节,建议设计时进行加强或采用柔性连接。然后对进行拟动力试验的装配式预制混凝土框架结构进行数值仿真分析。数值仿真采用Strand7软件,分为节点仿真和结构仿真两部分。节点仿真采用实体单元模型,考虑了橡胶材料的超弹性,橡胶垫与梁柱间的接触效应和连接螺栓的预紧力,进行单向和反复加载,获得节点弯矩—转角关系的骨架曲线和滞回规律,为结构数值仿真提供依据。结构数值仿真采用构件单元模型,混凝土梁柱构件的截面弯矩—曲率关系由USC_RC软件计算得到,装配式节点的弯矩—转角关系利用节点数值仿真的结果。考虑梁柱构件和装配式节点的非线性,对结构进行弹塑性动力时程分析。结构数值仿真与拟动力试验结果的对比表明:数值仿真采用的计算方法和计算模型可以较准确的模拟结构地震反应,同时校准了结构计算参数。随后采用数值仿真方法通过改变结构计算参数研究装配式节点转动刚度对结构整体地震反应的影响,提出了节点刚度敏感区的概念。节点刚度在敏感区以外时,节点可以按理想铰接或固结模型处理;节点刚度在敏感区内时,则应具体考虑节点刚度对结构整体反应的影响。对Eurocode8做了简单介绍,并与我国抗震规范进行了一些对比,以一个装配式预制混凝土框架结构为例,比较采用两种规范进行抗震设计的差异。指出结构性能系数q是Eurocode8与我国抗震规范的主要区别,也是Eurocode8中最重要的设计参数,需要准确合理的确定。利用弹性和弹塑性动力时程计算方法,结合试验结果,计算了拟动力试验预制框架结构的实际性能系数,对Eurocode8中装配式预制混凝土框架结构的性能系数提出了建议值。最后总结了装配式预制混凝土框架结构的抗震特点,对规范和设计提出了一些建议,同时指出了装配式预制混凝土结构需要进一步研究的关键问题。