空腹桁架钢框架结构是在钢框架的基础上，通过取消框架中间的柱子来增大结构的使用空间，同时为了不增大各个构件的截面尺寸，在框架的隔层增设腹板柱形成空腹桁架与钢框架组合的结构体系。由于在钢框架中增设腹板柱形成空腹桁架结构，可进一步增强结构的侧向刚度和竖向刚度，同时提高结构的整体工作性能。空腹桁架钢框架结构可以广泛应用于多、高层建筑结构体系中，因此对其进行抗震性能研究具有重要的理论意义和工程应用价值。 本文通过使用有限元程序ANSYS对大量的算例分析，探讨空腹桁架层的节间数、高跨比、腹板柱的刚度对整体结构的极限承载力、耗能能力、延性、刚度退化等抗震指标及破坏模式的影响。分析表明：通过合理的桁架层设计，可以有效的提高结构的整体延性和耗能能力，并可以使结构的塑性变形首先出现在腹板柱上，使结构按梁铰机制破坏，这样有利于结构内力重分布，充分发挥构件的极限承载力。 在算例分析的基础上，本文设计了一个1:4的缩尺空腹桁架试件试验模型，研究它在恒定竖向荷载和低周反复水平荷载共同作用下的破坏机理和抗震性能，包括破坏模式、承载力和滞回性能、刚度的变化情况、结构的延性、耗能能力等，并与一个混合桁架试件进行对比。试验结果表明空腹桁架结构的延性较好、变形能力和耗能能力较强，但侧向刚度偏弱，为后续的研究工作奠定了良好基础。