随着施工技术的不断发展,预应力混凝土在我国得到了广泛应用。预应力混凝土结构具有良好的抗裂性以及变形恢复能力等优点,但国内外对预应力混凝土框架结构在高烈度区的抗震性能仍有所担忧。目前,国内外基于构件和平面模型已经做了很多研究,而对于双向预应力混凝土空间框架的抗震性能研究很少。本文依据我国现行设计规范,在结构平面布置和竖向荷载作用等条件相同的情况下设计了1榀7度二级、1榀8度二级以及3榀8度一级共五榀双向预应力混凝土空间框架算例(8度一级框架均较规范要求弱化了中柱配筋)。在OpenSEES平台上建立了三维空间模型,对其在双向罕遇地震作用下的动力时程反应进行了分析,研究了处于临界跨度(18m)、临界高度(24m)的双向预应力框架的抗震性能;初步探讨了8度一级双向预应力框架的中柱配筋弱化问题;并对比了单向与双向预应力混凝土框架在罕遇地震作用下的地震反应。本文得出以下结论:(1)处于临界高度(24m)、临界跨度(18m)的8度一、二级以及7度二级双向预应力框架在罕遇地震作用下的整体反应与局部反应均能满足我国规范要求,可以实现“大震不倒”的设防目标,且仍有较大富余。(2)双向预应力框架的侧移曲线为剪切型,结构的最大层间位移角出现在第一层或者第二层。双向预应力框架结构是以柱铰耗能为主的混合铰耗能机制。(3)单向预应力框架在预应力框架方向的耗能模式是柱铰机制,在非预应力框架方向主要以非预应力梁铰耗能为主,整体上是以非预应力梁铰为主的混合铰耗能机制;在均布置预应力框架的方向,双向预应力框架的预应力梁、柱出铰率均大于单向预应力框架。(4)采用黄鹏建议的方法对一级双向预应力框架中柱的配筋进行弱化,可以保证结构在整体反应和局部反应符合规范要求,在一定程度上引导中柱出铰,减小边柱的转角,但不能保证边柱不出铰。本文创新点:(1)建立了双向预应力混凝土框架的三维模型,对结构在双向罕遇地震波作用下进行了动力时程反应分析,总结了双向预应力混凝土框架地震反应规律。(2)对一级双向预应力框架的中柱配筋进行了初步研究,对比了黄鹏提出的强柱弱梁弱化方法与规范的强柱弱梁措施对中柱配筋的影响,并对采用黄鹏提出的弱化方法设计的双向预应力框架的抗震性能进行了研究,为后续改进中柱配筋打下了基础。