为提高建筑结构的可恢复性及抗倒塌性能,本文提出了自复位索柱体系,体系包括一组摇摆柱及钢索,摇摆柱沿框架布置,底部与地面铰接,上部与每层楼板相连,约束框架变形沿高度方向均匀分布,而预应力钢索将摇摆柱与地面相连,提供了附加刚度,使得整个框架具有自复位的能力。本文采用参数分析及拟动力试验的方法对自复位索柱体系进行了系统研究,并针对对等子结构混合试验体系,提出了可以实现试验子结构内部自由度加载的方法。本文主要进行了如下的工作:1.为有效减小具有薄弱层结构在地震动下残余变形、改变其变形模式,本文提出了具有自复位功能的索柱体系,分别设计了三层、四层及六层钢框架并采用三组地震动对其进行动力时程分析,取摇摆柱刚度、钢索的位置及刚度、钢框架层数及框架首层剪力系数等作为主要分析参数,通过结构的残余变形及最大层间变形研究这些参数对于自复位索柱体系的影响。2.设计一栋四层钢框架,取其中一榀框架对首层进行削弱,并进行1/15缩尺进行拟动力试验研究,针对三个试验体,即摇摆柱钢框架、索柱自复位钢框架及纯钢框架,分别采用0.4g人工波、0.4g熊本波、0.8g人工波及0.8g熊本波4条地震动进行拟动力试验,试验结果表明,索柱自复位体系可以有效减小薄弱层层间变形集中的现象,同时可以明显减小结构的残余变形。3.针对对等子结构拟动力试验只在试验子结构边界加载的问题,提出了一种可以解决试验子结构内部自由度加载的混合试验方法,子结构边界通过静力凝聚及BFGS方法进行协调,对于试验子结构采用初始刚度矩阵及试验子结构动力平衡方程进行内部自由度位移的更新,采用数值模拟完成了试验子结构内部自由度加载的混合试验,试验结果表明该方法在结构非线性条件下仍具有很高的准确性及适用性。4.采用可以实现试验子结构内部加载的拟动力试验方法,对四层钢框架进行子结构拟动力试验,在整体框架二层楼板处将整体结构分开,原结构三四层作为数值子结构,原结构一二层作为试验子结构,试验子结构采用两个作动器进行加载,分别采用幅值不同的地震动研究四层结构在线弹性及非线性下的响应,对于线性情况采用OpenSees对整体结构进行了模拟并与试验结果进行了对比,结果表明试验方法及试验程序有良好的精确性和稳定性。