大跨度地下框架结构(Underground Large Scale Frame Structure,ULSFS)是指两水平向结构外墙之间跨度较大且中间结构空间由框架柱支撑的大型地下空间结构。随着近年来经济的发展,地下空间的三维化拓展成为现代城市规划工作的重要内容之一,这类大型地下空间结构逐渐成为我国现代城市基础设施的重要组成部分。我国处于地震多发区域,大型地下空间结构的抗震安全性必然成为城市基础设施抗震和城市防灾减灾工程的主要内容。其通常建设在人流密集,地段繁华的城市中心区域,一旦遭受地震破坏,将会造成不可估计的直接生命和财产的损失。并且地下结构四周被土体包围,震损后修复工作相对地上结构更加困难,间接经济损失和工程成本十分巨大。因此,非常有必要展开大型地下空间结构在地震作用下的相关研究工作。本文研究了 ULSFS在地震动作用下的结构振动效应以及地震响应规律,提出了基于结构显著振动效应的Pushover分析方法,并进一步针对ULSFS地震响应规律及危险位置提出合理的减震控制措施。主要研究内容及结论如下:(1)对不同跨度地下结构在地震动作用下的动力响应进行了对比研究,提出了ULSFS的动力参与系数,定量地分析了结构振动效应对结构自身和土-结构整体系统动力响应的影响,进一步探讨了土-结构相对刚度和结构埋深对结构振动效应的影响规律。结果表明,地震动下ULSFS相对于周围土体的不协调振动十分明显,不仅会增大结构自身的层间位移和内力反应,而且会加大土-结构整体系统的动力响应;周围土体相对结构较软和结构埋深较浅的情况下,结构的振动效应更加显著。(2)研究了 ULSFS在含有长周期速度脉冲的近断层地震动下的地震响应,得出了结构的内力变形规律以及危险位置,采用相关系数评价了土体位移和结构振动效应对结构地震响应的影响;并将典型的近断层地震动分解,深入对比分析了长周期速度脉冲和高频地震分量对ULSFS地震响应规律的影响。结果表明,在近断层地震动作用下,结构底层柱的变形与内力有着自外向内逐渐增大的规律,而顶层边柱有着较大的反向弯曲,并且在底层楼板和外墙底部等土-结构相互作用剧烈的位置有着显著的拉伸损伤;近断层地震动中的长周期速度脉冲倾向于导致底层柱的内力和变形自外向内逐渐增大以及顶层边柱的反向弯曲,而高频地震分量更容易使得外墙和外楼板产生拉伸损伤。(3)对不同地震动入射角度下不同跨度地下结构的地震响应进行了对比分析,重点研究了 ULSFS中框架柱应力应变的分布规律和楼板外墙的拉伸损伤,深入探究了不同地震动入射角度下ULSFS的破坏机理。结果表明,SV波相比P波更容易使得ULSFS产生较大的地震响应;在地震波斜入射情况下,内部楼板和框架梁的损伤会降低结构的整体抗震性能;在入射和反射形成的非一致地震波联合作用下,内部框架柱会出现内力突变及不均匀分布等不利的地震响应;随着地震波入射角度的增加,结构的最大地震响应会逐渐增大。(4)提出了适用于ULSFS的Pushover分析方法,验证了传统地下结构Pushover方法对不同跨度地下结构的局限性,基于结构模态振型得到了结构动力系数,并结合自由场加速度,提出了考虑结构振动效应和场地地震特性的新型Pushover方法;通过与动力时程分析法对比,进一步验证了该新型方法在无结构缝和有结构缝的大型地下框架结构以及地上地下大型一体化综合体中的适用性。根据数值计算,证明了本文提出的Pushover方法更加合理准确,并对大型的复杂地下结构有着良好的适用性。(5)基于ULSFS的危险位置和破坏机理,针对土体位移作用和结构振动效应主要影响,提出了 ULSFS的分隔式减震控制措施,进一步验证了该控制措施在地震斜入射工况下和有结构缝的大型地下结构中的适用性及减震效果。结果表明,本文提出的分隔式减震控制措施提高了结构的整体抗震性能,减小了结构危险位置的内力和损伤;控制措施可以明显的减少地震动下土体位移对结构的不利影响,并且消能减震层可以有效的减小结构振动效应对ULSFS地震响应的作用。