钢管混凝土异形柱结构是异形柱结构和钢管混凝土结构相结合的一种新型结构体系,兼具了两种结构的优越性:以T形、L形和十字形为代表的异形柱结构柱肢与填充墙厚度相同,可避免室内柱楞凸出,空间使用率高,增强了建筑设计灵活性与建筑美观性;钢管混凝土结构承载能力强,变形与耗能能力较好,抗震性能优良,并且便于装配化施工。课题组前期对钢管混凝土异形柱及框架节点进行了静力性能与抗震性能研究,为了进一步完善该结构体系,本文对钢管混凝土异形柱-H型钢梁框架(SCFSTF)进行了抗震性能研究,主要的研究工作与成果如下:(1)设计了4榀钢管混凝土异形柱-H型钢梁平面框架,分别为2榀外环板节点框架和2榀竖向肋板节点框架。通过拟静力试验,观察了钢管混凝土异形柱框架的破坏过程和破坏模式,从滞回曲线、骨架曲线、延性、耗能能力、刚度与强度退化、应力与应变、梁柱转角与节点核心区变形、受力机理与破坏机制等方面进行抗震性能分析,重点考察了轴压比和节点形式的影响。试验结果表明:SCFSTF试验试件破坏时满足“强柱弱梁”和“强节点弱构件”的抗震设计要求,滞回曲线饱满,变形与耗能能力强,具有良好的抗震性能;外环板节点和竖向肋板节点都是有效传力的节点形式。(2)采用ABAQUS软件对SCFSTF试验试件建立有限元模型,单调加载下的计算结果与试验结果吻合良好,该模型对框架荷载-位移骨架曲线、关键部位的破坏形态和框架出铰机制均能较为准确地预测。进行局部受力性能分析,得到了节点核心区、外环板、竖向肋板以及对拉钢筋加劲肋的应力分布规律,研究框架节点等部位的传力机理。(3)采用OpenSees软件对SCFSTF试验试件建立纤维模型,低周往复加载下的计算结果与试验结果吻合良好,该模型对荷载-位移滞回曲线、骨架曲线、塑性铰区段变形以及框架出铰机制均有较为准确地预测。根据梁端与柱端的弯矩-曲率曲线判断塑性铰的位置与出现顺序,提出了塑性铰发展程度的量化指标。基于参数分析,得出混凝土强度等级、钢材强度等级、柱含钢率、柱轴压比、柱长细比、梁柱线刚度比和梁柱抗弯承载力比对SCFSTF滞回性能的影响规律,并提出了相应的设计建议。分析了P-△效应和试验装置误差对框架滞回性能的影响程度。(4)采用ETABS软件建立了2个钢管混凝土异形柱空间框架算例模型,应用OpenSees软件对选取的平面框架进行Pushover推覆分析。基于计算结果,得到了性能点对应的楼层位移、层间位移角及塑性铰发展规律。研究结果表明,按照我国规范限值并结合工程实际设计的钢管混凝土异形柱空间框架,在高烈度抗震地区完全能满足“小震不坏,中震可修,大震不倒”的抗震设防性能目标。