由于中国西南部地域地貌十分特别,林林总总的山地建筑样式非常常见,而掉层结构是山地建筑中较为典型的代表结构形式,之前对掉层框架结构有了较深入的研究,但是随着社会和建筑业的发展以及土地资源的不断减少,由于钢结构建筑被誉为21世纪新型节能环保的建筑体系,其拥有延性好、抗震性能好等诸多优点,钢框架这一结构体系势必会逐渐应用到山地掉层当中去。但是目前针对掉层钢框架的研究还处于空白阶段。为了深入研究山地钢框架结构的抗地震倒塌能力和抗地震倒塌安全储备,为以后钢结构在中国中西部等山地城市建筑中的发展提供参考和设计依据,本文首先采用目前SAP2000自带的验证报告里的平面钢框架模型来验证Perform-3D程序包对钢结构荷载响应的模拟效果,并在现有规范的基础上分别设计了两个普通钢框架算例、两个掉层钢框架算例、两个带拉梁的加强掉层钢框架算例,并采用基于增量动力分析方法的结构地震倒塌易损性分析定量地评估各个算例模型在不同地震波作用下的抗地震倒塌能力和地震抗倒塌安全储备,并对比各个钢框架模型的响应结果,最后通过分析各个算例的易损性曲线和破坏模式考察了普通钢框架、掉层钢框架、带拉梁加强措施的掉层钢框架的抗地震倒塌能力和抗地震倒塌安全储备,为以后掉层钢框架结构的发展和设计提供相应的参考。本文研究得到的主要结论如下:(1)对于不同掉层层数的掉层钢框架结构,其下掉的层数对掉层钢框架结构上接地侧的抗地震倒塌能力和抗地震倒塌安全储备影响均很小,但是会影响掉层侧的抗地震倒塌能力和抗地震倒塌安全储备,并且二者会随着掉层数的增大而增加。(2)掉层侧下端带拉梁加强措施的掉层钢框架结构相比于不增设拉梁的掉层钢框架结构其上接地侧的抗地震倒塌能力及抗地震倒塌安全储备能力都有所提高,但是其掉层侧的抗地震倒塌能力和抗地震倒塌安全储备都有所降低,并且增设拉梁的数量对二者影响均不大。所以在未来掉层结构的研究当中可以适当考虑增设钢拉梁的加强措施。(3)掉层钢框架结构的抗地震倒塌能力相比于其只取上接地的普通钢框架而言更加接近将其下部掉层补全为普通钢框架的抗地震倒塌能力,并且对于同一掉层钢框架结构而言,其上接地的破坏形式与掉层侧并不相同,上接地要先于掉层侧发生破坏,两侧抗地震倒塌能力的差异性会随着掉层钢框架结构所掉层数的变化而变化。(4)对于掉层钢框架结构上接地侧的倒塌概率而言,上接地一层是出现概率最大的层,所以掉层钢框架结构的上接地一层是上接地侧最为薄弱的楼层。而对于掉层侧发生倒塌破坏的概率而言,掉层侧上接地二层是出现概率最大的层,所以掉层钢框架结构的上接地二层是掉层侧最为薄弱的楼层。而带拉梁加强措施的掉层钢框架结构两种极限状态下对应的倒塌破坏模式较为一致,均为上接地二层发生倒塌破坏的概率最大,即是说钢拉梁的存在会改变结构的破坏模式。(5)从分析的结果可以看出,如果按照抗规的要求来设计掉层钢框架结构,则必须加大掉层柱的截面尺寸(满足最小刚度比),但是实际上掉层柱的层间位移角很小,所以按照抗规的要求设计的掉层钢框架结构并不是最经济合理的方式。建议在做掉层钢框架结构的设计可以做出适当的调整。