传统钢框筒结构由于其密柱深梁的特点,裙梁的跨高比较小,限制了梁端塑性铰的发展,并且可能导致强震作用下结构部分柱的柱端先进入塑性,使钢框筒结构耗能能力较差。为了提高传统钢框筒结构的抗震性能以及震后可更换性,结合剪切型耗能梁段良好的塑性变形能力、高强钢强度高的优势以及钢框筒结构较大的抗侧刚度,课题组提出含可更换剪切型耗能梁段的高强钢框筒结构（HSS-SFT-RSL）。为了研究HSS-SFT-RSL的抗震性能和震后可更换性,首先从30层原型结构取出试验单元,设计了2:3缩尺子结构试验试件,耗能梁段采用Q235钢,裙梁和柱采用Q460钢。对试件进行低周往复循环加载进而研究其破坏模式、滞回性能及可更换性。试验结果表明:HSS-SFT-RSL子结构试件滞回曲线饱满,具有稳定的塑性变形能力和耗能能力;耗能梁段破坏模式主要表现为腹板屈曲后导致加劲肋与腹板焊缝周边的腹板母材撕裂,其超强系数为1.66,塑性转角极限值为0.17rad,相比于规范ANSI/AISC 341-16中规定的塑性转角限值0.08rad更大;结构最大可更换残余层间侧移角为0.41%,且更换耗能梁段后不会影响结构的刚度和承载力以及连接处的传力性能;结构损伤集中于耗能梁段,其余构件基本保持弹性。基于Open Sees平台建立了HSS-SFT-RSL结构的简化数值分析模型,其中耗能梁段采用两节点连接单元模拟,裙梁及框筒柱采用基于力的纤维梁柱单元模拟,模拟结果与试验结果吻合良好。在此基础上建立了三种具有不同耗能梁段数量及布置方式的HSS-SFT-RSL整体结构简化数值模型,对其进行了动力弹塑性时程分析。结果表明:（1）HSS-SFT-RSL结构具有耗能梁段先于裙梁及框筒柱屈服的屈服机制;（2）在地震作用下结构变形满足规范限制要求;（3）在构件截面尺寸相同即相同用钢量的前提下,采用高强钢可以有效降低构件的应力水平;（4）结构在大震后层间残余侧移角在0.028%～0.148%,可以实现对耗能梁段的更换,具有较好的震后可更换性;（5）结合结构抗震性能及可更换性,建议HSS-SFT-RSL结构耗能梁段采用三跨间隔布置。