近年来,修建在山地区域上的建筑明显增多,但山地建筑结构的抗震设计相对于常规结构更为复杂,其抗震设计理论研究严重滞后于工程实践的需要,目前仍套用现有的抗震规范,设计主要依赖于工程师的经验。地震是一种突发性的自然灾害,从汶川震害的调查中显示山地建筑结构都发生了不同程度的破坏,亟需深入研究山地建筑结构在强震下的破坏模式与地震易损性,以寻求改善山地建筑结构抗震性能的措施与方法。RC掉层框架结构是山地建筑结构的典型代表,论文主要针对平面多层掉层框架结构的强震破坏模式、地震易损性以及余震附加损伤等展开了系统深入的研究,主要的研究工作和成果如下:(1)从地面加速度峰值、反应谱放大系数以及特征周期等方面,对不同坡高和坡降的典型土质坡地模型进行了地震反应分析,并根据分析结果对山地建筑结构抗震设计反应谱参数进行了确定,补充了山地建筑结构地震动输入的相关研究,为抗震规范相关内容的规定提供了参考依据。(2)通过与整体结构拟静力试验的结果对比验证了本文采用非线性计算模型和相关参数取值的正确性与合理性,参考抗震设计规范GB50011-2010设计了RC掉层框架结构,主要从最大层间位移角、杆端出铰率以及杆端屈服深度和杆端损伤程度等方面,研究了上地层地震动的放大对掉层结构破坏模式的影响,结果表明上地层地震动的放大会增大层间位移角和杆端出铰率、加深杆端屈服深度以及加重上接地柱的损伤程度,对下接地柱亦极为不利。(3)考虑上地层地震动的放大,对比研究了不同掉层数与掉跨数下掉层框架结构的破坏模式,并进一步研究了柱截面尺寸、柱混凝土强度、柱纵向钢筋配筋率以及柱箍筋含量特征值等延性影响因素对掉层结构破坏模式的影响,结果表明不同的掉层数与掉跨数下最大层间位移角、杆端出铰率以及杆端屈服深度和杆端损伤程度等差异较大,通过提高柱端截面延性能力的方式可以较明显地减小上接地柱的损伤。(4)对比研究了远、近场地震动作用下掉层框架结构的破坏模式,并采用增量动力分析方法计算了掉层结构与普通结构在远、近场地震动作用下的易损性,分别对比研究了远、近场地震动作用下各结构的易损性与抗地震倒塌能力,以及分析了掉层数与掉跨数对掉层结构易损性的影响,结果表明近场地震动作用下的最大层间位移角、杆端出铰率、杆端屈服深度、杆端损伤程度以及易损性等参数值均高于远场地震作用下的参数值,且掉层数与掉跨数对结果的影响比较大,通过与普通结构倒塌概率的对比发现近场地震动作用下掉层结构的倒塌概率明显高出很多。(5)研究了近断层地震动PGV/PGA参数对掉层框架结构地震响应的影响,得出随着PGV/PGA的增大结构的最大顶点位移、最大层间位移角、上接地层最大剪力和上基底最大剪力均增大,其中最大顶点位移和最大层间位移与PGV/PGA的相关性更高;在加速度敏感区较宽的近断层地震动作用下,掉层结构的高阶振型影响作用比远场地震动作用下的更显著。(6)研究了近场地震动作用下,结构延性影响因素及其它措施对掉层框架结构地震易损性与抗地震倒塌能力的影响,从而提出了能有效改善掉层结构近场地震易损性的措施。(7)研究了掉层框架结构与普通框架结构在主余震多次地震动作用下的破坏累积程度,从结构耗能、易损构件以及薄弱层处破坏指数的增长情况等角度对不同主余震组合下各结构的破坏状态进行了研究,对比得出各参数的增长幅值为掉层结构明显大于普通结构。本文的创新点如下:(1)研究了水平地震动作用下典型土质坡地地形对场地地面加速度峰值PGA、β谱的放大系数以及特征周期Tg的影响规律,并给出了土质山地建筑结构设计水平地震动放大系数的保守建议值,为山地建筑结构的地震动输入提供了参考依据。(2)研究了掉层框架结构的破坏模式以及结构延性影响因素等对破坏模式的影响,对比研究了远、近场地震动作用下掉层结构与普通结构的易损性与抗地震倒塌能力,给出了近场地震动作用下结构抗倒塌安全储备能力为山地掉层结构明显小于普通结构的结论,并探讨了改善掉层结构近场地震易损性的措施,可供山地建筑结构设计规范的编制参考。(3)研究了掉层框架结构与普通框架结构在主余震多次地震作用下的破坏累积程度,从结构耗能、易损构件以及薄弱层处破坏指数的增长情况等角度对不同主余震组合下各结构的破坏状态进行了较系统的研究,给出了受余震的影响程度为山地掉层结构明显大于普通结构的结论,可供山地建筑结构设计规范的编制参考。