现有的抗震设计通过提高结构的强度和延性提升其抗震能力,但忽视了结构的可修复性。摇摆结构通过放松基础或构件之间的约束,允许结构或构件在地震作用下发生摇摆,并利用摇摆引起的局部集中变形将损伤控制在摇摆界面上,减少结构主体的损伤和残余变形,便于修复,是一种具有可持续性的损伤可控结构。本文对摇摆结构的研究进行了分类,并详细介绍了不同类型摇摆墙结构的研究及应用。针对既有研究的不足,本文创新地提出一种阻尼器可更换的带有弹性可恢复角部的新型损伤可控摇摆墙,并将该新型损伤可控摇摆墙嵌入框架中以创新地组成新型内嵌损伤可控摇摆墙-框架结构。本文通过试验研究、理论分析和有限元模拟等方法从构件和结构层面对该新型结构的抗震性能进行了分析,并创新地提出了一种该结构用于加固的设计方法。新型损伤可控摇摆墙由摇摆体、角部单元、连接梁、可更换剪切阻尼器和预应力筋等组成。通过重复使用2套钢筋混凝土摇摆体,改变剪切阻尼器、角部弹性体以及预应力等条件进行拟静力试验,本文探究了新型损伤可控摇摆墙的耗能、变形和自复位性能,验证了其损伤可控、残余位移小以及修复便捷的特征。为分析新型损伤可控摇摆墙的性能,本文将摇摆墙的运动分为摇摆前和摇摆后两个阶段。建立摇摆构件弹塑性分析模型解释角部弱化的摇摆构件在摇摆运动前的变形,提出一个损伤影响系数考虑角部弱化对摇摆构件整体的影响,并用新的有效刚度系数考虑计算中的塑性变形。用简化刚体模型推导该损伤可控摇摆墙在摇摆运动后的几何特性和滞回性能,关注预应力筋锚固位置的影响和摇摆过程中的竖向位移。将摇摆前后两阶段的分析模型调整组合为新型损伤可控摇摆墙的分段分析模型,并通过试验和模拟验证其准确性。基于分析模型得出,增大角部弹性体刚度、预应力筋面积和初始预应力可提高墙体的刚度和承载力;增强阻尼屈服力虽然可显著提高墙体的承载力和耗能能力,但会削弱墙体的自复位能力,因此阻尼的屈服力不宜过大。基于ABAQUS和PERFORM-3D两款不同的软件平台,分别对新型损伤可控摇摆墙的实体有限元模型和纤维宏观模型进行了构件层面的模拟。实体有限元模型可模拟出摇摆体在往复过程中出现的滑移和不协调转动、上连接梁的抬升转动以及预应力的变化,模型的滞回曲线与试验和理论模型基本吻合。纤维宏观模型中使用只受压不受拉的剪力墙单元模拟摇摆界面,用橡胶隔震单元模拟金属阻尼器,可基本模拟出新型损伤可控摇摆墙的运动状态,模型的滞回曲线与分析模型基本相同。明确新型损伤可控摇摆墙的性能后,本文用理想弹塑性的内嵌层间摇摆墙-框架简化分析新型内嵌损伤可控摇摆墙-框架结构的特点。将框架梁约束摇摆墙抬升的能力简化为两端固支的弹性梁在某点的刚度,提出一种计算模型并通过实体有限元模型验证其准确性。提出一种用于内嵌层间摇摆墙-框架结构的纤维宏观模型,并与实体有限元模型交叉验证建模的准确性。有限元模拟的结果表明,内嵌摇摆墙使框架梁在支撑位置产生明显的竖向抬升;内嵌摇摆墙使得多层框架的层间变形趋于均匀,但结构的层间变形仍为剪切型;框架的跨度越小或内嵌摇摆墙的宽高比越大,则结构的刚度和承载力越大,多层结构的层间位移越均匀。应当控制框架的跨度不宜过小且摇摆墙的宽高比不宜过大,以防止楼板变形过大发生破坏。使用经过验证的建模方式建立实体有限元模型和纤维宏观模型,通过静力弹塑性分析和地震响应分析对比某8层框架结构和对应的包括新型内嵌损伤可控摇摆墙-框架在内的多种不同类型的墙-框架结构的抗震性能。新型内嵌损伤可控摇摆墙-框架的第一阶振型周期减小幅度明显,因而在该类结构的设计中需要考虑振型周期减小后结构所受地震力的变化。传统的剪力墙-框架结构在合适的设计下可以获得优异的结构性能,在不要求控制残余位移的情况下是简洁优异的结构形式。新型内嵌损伤可控摇摆墙-框架用于加固时,控制结构最大位移和残余位移的效果最佳,但用于新建结构时的性能与传统剪力墙-框架接近。由于新型损伤可控摇摆墙是预制构件,在工期紧张且成本允许时适合用于加固既有框架。新型损伤可控摇摆墙的上连接梁和框架梁间的约束对结构整体的性能有较大影响,在设计中应考虑实际的构造情况。本文通过多个线性多自由度体系的振型和地震响应发现,结构刚度整体按比例变化时,固有振型及其质量参与系数不变,振型周期平方的比值和结构刚度比值的倒数相等;楼层刚度自底层向顶层减小的幅度越大,分级的梯度越多,则第一阶振型的形状越接近直线,对应的质量参与系数越小。在第一阶振型占主要贡献的结构中,可通过提高横向刚度抑制结构位移的方法进行抗震加固,并根据地震力的增量设计加固构件的承载力。本文根据上述结论,借鉴利用墙体控制结构层间变形均匀的既有研究成果,考虑限制摇摆体的宽高比以控制抬升过程中对框架梁的不利影响,提出了一种新型损伤可控摇摆墙加固框架结构的设计方法。利用该设计方法对某5层框架案例进行了抗震加固,通过时程分析和易损性分析确认了设计理论的准确性和加固结果的可靠性。