建筑结构在其使用过程中仅遭受一次孤立型地震作用的概率较小，其较大概率受到多次地震的作用。多次地震使结构产生损伤累积，进而导致结构更易发生破坏。而国内外现行的相关规范只考虑了一次孤立型地震的作用，并未考虑多次地震对结构的影响。结构震后的可恢复性对灾后社会与经济的快速恢复具有重要意义。在高强钢主框架上装配具有耗能能力的构件是提高结构震后恢复能力的一种有效手段。而此类结构体系往往具有明显的多屈服段特性。所以，针对多屈服段钢结构进行多次地震作用下的抗震性能和分析方法的研究具有重大的实际与理论意义。本文主要研究工作如下：
　　（1）基于本文建立的一个包含400条地震波的多次地震动数据库，通过等延性反应谱，在滞回参数所有合理范围内，对多屈服段体系进行了孤立型地震和多次地震作用下的能量系数计算。基于所得的8400多万（84,048,000）个能量系数，研究了滞回参数与多次地震对能量系数的影响：当此类结构主框架未发生塑性变形时，其能量系数对多次地震和滞回参数不敏感；当结构主框架与耗能构件都进入了塑性阶段时，其能量系数对多次地震和滞回参数的敏感性增大。采用非线性拟合，得到了预估多屈服段结构体系能量系数的数学模型，并与经典的Newmark and Hall方法进行了对比研究，表明了本文所提数学模型良好的适用性与精确度。
　　（2）基于100条近场孤立型地震波与等延性反应谱，计算了滞回参数在所有合理范围内的改进的Clough滞回体系的能量系数，得到了21万多个能量系数需求谱。通过对所得的能量系数进行对比分析，研究了滞回参数对改进的Clough滞回体系能量系数的影响：当该滞回体系周期较小时（T≤0.3s），其能量系数随着延性系数的变大而急剧增加；当体系周期较大时（T>0.3s），随着延性系数的增大，能量系数变小；而仅当体系周期很小时（T<0.2s），其屈服后刚度比才对能量系数产生影响，能量系数随着屈服后刚度比的增加而略有减小。进行了与Newmark and Hall方法的对比研究，表明了当结构延性系数较大时，Newmark and Hall方法的预估结果偏不安全。利用非线性拟合得到了改进的Clough滞回体系能量系数的预估数学模型，通过与经典Newmark and Hall方法进行对比分析，验证了本文所提数学模型更好的适用性与精确度。
　　（3）通过四组典型多屈服段钢结构及其耗能构件的滞回试验与数值模拟，研究了此类结构滞回曲线和骨架曲线多屈服段化的合理性和可行性。采用壳单元模拟带缝钢板，使用梁单元模拟框架部分，对板与梁的连接部分则使用垂直相交的弹性梁单元，耗能梁段采用分段的梁单元，通过与试验数据的对比，证明了该建模方式能够在保证计算精度的同时提高计算效率，进而验证了本文所选用建模方式的合理性与适用性。通过对比分析，研究了不同初始几何缺陷确定方式对带缝钢板钢框架结构滞回性能的影响，为后续研究提供基础。
　　（4）对满足我国现行规范楼层最小地震剪力系数要求的结构进行了对比研究，得到了满足我国规范楼层最小地震剪力系数要求的结构基本周期，可用于初步预估结构是否满足规范最小剪力系数要求。基于相关规范设计了两个典型的多屈服段钢结构，并构建了2个多次地震动数据库（共160条地震波），基于这两个多次地震动数据库对所设计的两个典型多屈服段结构进行了弹塑性动力时程分析，并对其峰值响应与残余变形进行了对比分析，研究了多次地震对多屈服段结构峰值响应和残余变形的影响，表明了当结构主框架未发生塑性变形时，其峰值响应与残余变形对多次地震不敏感；当结构主框架部分与耗能构件都进入塑性阶段时，其峰值响应与残余变形对多次地震的敏感度增加。
　　（5）进行了适用于多屈服段结构的基于能量系数的非线性静力分析方法研究，基于该方法和40条孤立型地震波，通过两个典型多屈服段结构，进行了该方法的适用性与精确度的研究。研究结果表明：该方法具有良好的精确度，虽然随着地震强度的增加，该方法的精度会略有下降，但仍可得到保守的预估结果。还将该方法与弹塑性动力时程分析方法和FEMA非线性静力分析方法进行了对比研究，验证了该方法良好的精确度。
　　（6）基于本文提出的能量系数预估数学模型，进行了适用于多次地震作用下多屈服段结构的非线性静力分析方法研究。将该方法与弹塑性动力时程分析方法进行了对比研究，表明了该方法在预估多次地震激励下多屈服段钢结构峰值响应方面具有良好的适用性与精确度。