近年来,一些特大地震导致大量房屋建筑损毁,如何防范超越预期设防的地震是结构设计与分析面临的挑战。除传统的基于力的设计思路以外,能量分析方法也许是解决这一问题的出路,而结构耗能分布是能量分析方法的关键问题。本文以获得单元耗能需求为目标,研究滞回耗能比谱、结构的模型化以及适用于能量分析的选波方法和结构耗能分布规律,主要研究工作和结论如下:(1)编写了能量计算程序PERA,以SDOF体系的滞回耗能比谱为研究对象,分析其影响因素。由分析结果得到:阻尼模型对滞回耗能比谱的影响显著,延性系数是影响滞回耗能比谱的重要因素,地震动频谱对短周期结构的滞回耗能比谱的影响不大。(2)基于设计的5层RC框架结构算例,通过与其他两种软件分析结果的对比,验证了CANNY软件结构模型化的可靠性,并确定了本文非线性分析的相关参数取值。(3)基于结构在地震作用下的能量反应分析,研究了双频段选波方法对结构总输入能离散性的控制效果,分析验证了结构总输入能与地震动功率谱在结构自振频率附近的谱特性有关。以规范反应谱转化的功率谱作为目标功率谱,建立基于功率谱的地震波选择方法。通过比较本文选波方法对结构总输入能离散性的控制效果,验证了基于功率谱的选波方法对于结构总能量反应计算具有更强的统计性,为基于能量分析的地震动输入选择提供了一种可靠的方法。(4)基于算例结构的地震能量反应分析,研究结构总输入能分配。通过分析总输入能在总变形能和阻尼耗能间的分配关系,建议总变形能采用总输入能和滞回耗能比的乘积来计算,并给出总输入能的拟合公式和滞回耗能比的均值线。(5)对梁、柱耗能沿竖向和水平方向的分布规律进行了研究。研究表明:框架梁是结构的主要耗能构件;梁耗能沿竖向呈修正的指数分布,柱耗能沿竖向呈Rayleigh分布;在水平方向上,各层边榀框架与中间榀框架的梁、柱耗能比不相同;最终给出了总梁、柱耗能的计算公式,各层梁、柱耗能分布系数的拟合公式,各层边榀与中间榀框架梁、柱能比以及各层边跨梁与中跨梁耗能比和边柱与中柱耗能比的建议取值。并通过塑性铰的分布,验证了结构损伤模式与耗能分布的一致性。