火电厂框排架结构的质量和刚度在空间分布上严重不均匀，且整体性差，薄弱环节多，从而导致其抗震性能较差。而作为重要的生命线工程，必须要求框排架结构具有较好的抗震性能，因此，为了减轻地震对该类结构造成的不利影响，并保证其正常工作，研究框排架结构的失效模式，并对其进行性能改善具有十分重要的意义。基于包含汽机房、除氧间、煤仓间三列式且端部带剪力墙的框排架结构体系，本文采用SAP2000建立框排架主厂房结构有限元分析模型，对其进行Pushover分析，绘制Pushover曲线，根据失效准则得出结构失效模式，并通过研究失效模式得到结构的失效路径和薄弱环节，在此基础上对结构进行性能评价和改善，最后通过弹塑性时程分析对改善前后结构进行对比，得到以下主要结论：（1）结构第一振型为横向平动，第二振型即出现扭转，扭转为主的第一周期与平动为主的第一周期比值为74.6%，且各阶振型均有一定的扭转效应。（2）对结构进行Pushover分析，根据结构失效准则判别失效模式，通过对比分析各工况下的失效模式，探讨结构最弱失效模式，研究结构最弱失效模式下结构梁柱单元的失效路径和薄弱环节。结果表明，结构在发生破坏时，结构的底部大平台平台柱间和除氧层、煤斗层破坏最为严重，为结构的薄弱环节，其梁柱破坏模式可归结为梁柱铰混合模式。在各榀横向框排架中，以边榀1号轴线横向框排架结构破坏相对更严重。（3）依美国ATC-40的能量谱法对7度罕遇和8度罕遇地震作用下结构的抗震性能进行评价，其结构抗震性能点对应的层间位移角均未超过规范规定的层间位移角限值。（4）对结构破坏最为严重的3榀横向框排架结构的薄弱环节进行改善，通过Pushover方法对比分析各改善方案。研究表明，在综合考虑各改善方案对结构抗震性能的改善效果、结构的工艺要求、施工的难易程度与可操作性的基础上，本文建议仅对破坏最严重的边榀1号轴线横向框排架结构的底部大平台平台柱间和除氧层、煤斗层进行改善，即可达到相对较好的改善效果。（5）对原结构和改善后结构分别输入加速度峰值为100gal、220gal、400gal、510gal的地震波分别进行弹塑性时程分析，采用最大层间位移角作为抗震性能指标，分别对比分析其抗震性能。结果表明，在相同地震波作用下，方案3随着地震波加速度峰值的增大，改善效果越差；在相同加速度峰值作用下，从4个地震波对方案3改善效果的最大值和最小值来看，方案3的改善效果在7度设防(100gal)下最大值和最小值差值最大，而在8度罕遇(510gal)下的最大值和最小值差值最小，因此随着峰值加速度的增加，方案3改善效果最大值和最小值之间差值减小，即在罕遇地震作用下，不同地震波得到的抗震性能指标相差相对较小，有利于保证结构性能评估的精确性，即方案3的改善效果在趋于稳定。