基于位移的抗震设计理论是20世纪90年代初美、日等国家的学者根据多年来的震害调查提出的抗震设计思想,现已逐渐成为21世纪各国抗震设计规范修订的主流方向[15]。基于位移的抗震设计的目的是将所设计的结构在指定强度地震下的破损状态及其造成的经济损失、人员伤亡等控制在预期的目标范围内,使结构震后的功能得以延续、维持。预应力混凝土框架结构具有大跨度、大空间、自重轻等优点,近年来,这种结构体系越来越受到工程界的欢迎。然而由于其自身特点,它在地震区的应用,迄今仍存在较大的争议。而针对后张有粘结预应力混凝土框架结构的基于位移的抗震设计方法研究在国内外仍很缺乏,因此,对预应力混凝土框架结构直接基于位移的抗震设计方法及其抗震能力进行研究具有重要意义。本文在总结国内外相关研究成果的基础上,阐述了基于位移的抗震设计理论及方法,着重探讨了直接基于位移的抗震设计中若干关键问题的影响因素和改进办法,建立了预应力混凝土框架直接基于位移的抗震设计方法,并通过算例的设计与pushover分析,对该方法的有效性及其抗震能力进行了综合评价。主要研究工作包括:①研究了基于能量原理的双线性滞变模型下的等效阻尼比公式,发现采用该公式折减规范弹性反应谱所得的等效刚度与相同目标位移下模型计算的等效刚度难以实现相等,甚至存在较大的差异。因此,本文基于结构反应的双线性滞变模型、能量原理下的等效阻尼比公式、等效弹性位移反应谱等,利用迭代计算,找到了等效弹性位移反应谱计算确定的等效刚度与双线性滞变模型直接计算的等效刚度一致的等效单自由体系刚度强化系数,并由此反求等效刚度,从而给出了与规范反应谱相统一的等效阻尼比与等效刚度计算方法。②采用本文提出的计算等效刚度的方法,针对“使用良好”和“防止倒塌”两个性态水准,进行了预应力混凝土框架直接基于位移的抗震设计,较全面地分析了预应力混凝土框架结构的配筋特点。③建立了预应力混凝土框架基于两阶段设计理论和截面纤维模型的静力弹塑性分析方法。对比研究了抗裂因素、强柱系数对预应力混凝土框架的抗震能力的影响,从承载能力、出铰情况、破坏机制、变形耗能等方面对预应力混凝土框架结构的抗震能力进行了综合评价。并对预应力混凝土框架直接基于位移的抗震设计方法的有效性进行验证,论证了按本文的直接基于位移方法设计的预应力混凝土框架,能够较理想地实现结构预期的设计目标要求。④阐述了影响框架梁柱变形能力的主要因素,探讨了框架侧移与构件变形的关系,建立了典型梁铰机制与柱铰机制框架的层间侧移与构件截面曲率延性之间的定量关系,并通过已有的约束混凝土模型,推导了曲率延性系数与箍筋用量的关系,分别建立了梁截面的λ_v -ξ_u -μ_φ~b关系和柱截面的λ_v - n -μ_φ~c关系。