为减少钢筋混凝土框架在地震作用下的残余变形和损伤,提出了一种新型的腹板摩擦式自定心预应力混凝土框架(以下简称为自定心预应力混凝土框架)。其中,预制的框架梁柱通过水平设置的无粘结预应力筋进行拼接,在地震作用下梁柱接触面存在张开和闭合行为。预应力筋承担节点弯矩,并提供弹性恢复力使结构恢复到原先的位置(即具有自定心能力)。梁柱的接触部位分别预埋钢套和钢板,以避免梁柱接触面处混凝土的破坏。在梁端设置了腹板摩擦耗能装置,从而在梁柱相对转动时耗散地震能量。针对自定心预应力混凝土框架结构,本文从梁柱节点和整体框架的低周反复加载试验、性能化设计方法和抗震性能的数值评估等方面,进行了系统的研究,具体内容包括：(1)提出了自定心预应力混凝土框架梁柱节点的改进构造形式,将腹板摩擦装置的连接方式由焊接改为螺栓连接,以便于摩擦装置的安装更换,并进一步减少节点的损伤。通过10个低周反复加载试验,对节点在循环荷载下的抗震性能进行了研究,分析了初始预应力、摩擦力、摩擦材料、梁端钢套和预应力筋布置方式等参数对于节点性能的影响。采用开源有限元分析软件OpenSees对节点的试验结果进行了数值模拟研究,数值模拟的结果与试验数据吻合良好。(2)为进一步研究含自定心梁柱节点的整体框架的抗震性能,对1个柱底固结自定心混凝土框架(柱底-基础为传统现浇连接、梁-柱为预应力连接)和1个传统现浇混凝土框架进行了大比例的低周反复加载试验。对柱底固结自定心框架和传统现浇框架的破坏形态、滞回特性、能量耗散、残余变形和自定心能力进行了对比分析。另外,提出了一种预应力柱-基础节点,并应用于全预应力自定心混凝土框架(柱底-基础和梁-柱均为预应力连接)。对2个全预应力自定心混凝土框架进行了一系列的低周反复加载试验,研究了不同的设计参数(预应力、摩擦力等)对框架抗震性能的影响。(3)对自定心预应力混凝土框架结构的抗震设计方法进行研究。首先,定义结构的抗震性能水准、地震动作用水准和结构的极限状态,确定自定心预应力混凝土框架的抗震设计目标。然后,建立自定心预应力混凝土框架结构的抗震设计方法,包括梁柱的截面尺寸选择、配筋、预应力和摩擦力的确定等内容。最后以1榀4跨6层的自定心预应力混凝土框架为例,进行基于性能的抗震设计,并选用10条地震波进行非线性动力时程分析。将计算得到的位移、弯矩、应变等结构响应和设计需求进行比较,两者吻合良好,验证了该设计方法的有效性。(4)为评估自定心预应力混凝土框架的抗震性能,在梁柱节点的数值模型基础上进行了多层框架的建模。对自定心预应力混凝土框架结构和传统现浇混凝土框架结构进行了非线性的静力分析、多遇和罕遇地震动作用下的动力时程分析。分析结果表明,在多遇地震动作用下,自定心预应力混凝土框架和传统现浇混凝土框架具有相当的抗震性能；在罕遇地震动作用下,传统的现浇混凝土框架残余变形较大，而自定心预应力混凝土框架具有良好的能量耗散能力、自定心能力和承弯能力,综合的抗震性能优于传统现浇混凝土框架结构。(5)采用概率分析方法对自定心预应力混凝土框架的抗震性能进行了研究。对自定心预应力混凝土框架进行了增量动力分析以获得结构响应,并通过回归分析建立了结构响应和地震动强度之间的关系。基于易损性函数和增量动力分析结果,建立了自定心预应力混凝土框架的不同性能水准的易损性曲线。将易损性分析和地震风险分析结合,对自定心预应力混凝土框架进行了抗震风险分析,给出了不同性能水准的年(及50年)超越概率。