型钢混凝土(SRC)异形柱结构作为一种新型组合结构体系,不但具有SRC结构承载力高、延性好等优点,而且兼具异形柱结构室内柱楞不凸出、建筑观瞻性好等优点,这种结构体系特点使得其在高设防烈度区的高层建筑结构中得到较为广泛的应用。然而,近年来地震灾害频繁发生,震后建筑结构遭受到不同程度的损伤破坏,如何合理有效地评估建筑结构的损伤状态成为其震后修复加固的重要依据。目前,国内关于SRC异形柱的研究较多,但主要集中于构件或结构在地震作用下抗震性能(承载力、滞回特性、刚度、强度)的研究,关于其在不同形式的水平荷载作用下损伤性能的研究比较少。因此,本文通过物理试验及数值模拟相结合的方法,对SRC异形柱结构的损伤行为进行研究。研究内容及成果如下:(1)设计制作了16根SRC异形柱(10根T形柱、3根十形柱、3根L形柱),并对其进行试验研究,考虑不同的加载制度、轴压比及配钢率对其抗震性能的影响,进而揭示构件损伤性能的发展规律。试验研究表明,对于剪跨比较大的SRC异形柱试件,破坏形态主要以弯曲破坏为主,加载后期伴随比较明显的剪切粘结破坏;试件的滞回曲线比较饱满,相比之下L形柱的滞回曲线略显捏缩,延性相对较差;试件大致经历了无损阶段、轻微损伤阶段、中等损伤阶段、较为严重损伤阶段和严重损伤阶段;与变幅循环加载试件相比,单调加载、混合加载及等幅加载下,试件的损伤发展相对较为缓慢;配钢率越大,试件的损伤发展相对较为缓慢;轴压比越大,过峰值点后试件的承载力下降越快,累积损伤增长越快。(2)采用OpenSees有限元程序对所有试件进行数值模拟分析,并与试验结果进行对比,验证数值模拟分析的可行性。同时,考虑局部配钢率及加载方向对试件受力性能的影响,设计了16根含有不同局部配钢率的SRC异形柱,并分别沿其两肢进行低周往复加载。研究结果表明:对于T形柱和十形柱,当改变垂直于加载向肢端的局部配钢率时,对试件的受力性能影响较小;当改变加载向的局部配钢率时,其受力性能随着配钢率的增大逐渐得到改善。对于L形柱,增大任意一肢的局部配钢率,其试件的受力性能均发生较为明显的改善。(3)基于SRC异形柱试件的试验研究,研究其在受力过程中的损伤退化规律。考虑混凝土开裂、有效滞回耗能及加载路径的影响,提出改进后的Park-Ang损伤模型。损伤评估结果与试验结果对比表明,该模型能够较为合理地描述试件的宏观破坏发展状态。基于试验与损伤评估结果,将SRC异形柱在地震作用下的抗震性能水准分为五个档次,并给出与其一一对应的损伤阈值。(4)考虑损伤对试件强度及卸载刚度退化的影响,提出了考虑损伤效应的三线型恢复力模型,并与试验滞回曲线及骨架曲线进行了对比。结果表明,该恢复力模型能够合理地描述试件在低周往复荷载作用下的滞回特性。(5)基于课题组前期的SRC异形柱平面框架试验研究结果,采用加权系数法建立能够反映梁、柱构件与整体损伤关系的地震损伤模型,揭示框架梁、柱构件损伤与楼层损伤、整体损伤破坏三者之间的迁移转化关系,对两榀SRC异形柱平面框架分别进行地震损伤评估;进一步结合框架结构的拟静力试验研究及损伤评估结果,对SRC异形柱框架结构在不同抗震性能水准下的损伤阈值进行了界定。(6)结合现有的型钢混凝土异形柱框架研究成果及相关规范,给出了基于损伤性能的抗震设计方法步骤,并以12层SRC异形柱框架为例具体阐述了基于损伤性能的设计方法。