本文结合预应力钢骨混凝土结构跨度大、承载力高以及截面尺寸小等优点,以提高框架结构的抗震性能为目标,提出一种新型的预制预应力桁架式钢骨混凝土框架结构,并对其进行了相关的试验研究及理论计算分析。预制预应力桁架式钢骨混凝土结构中的桁架式钢骨是由弦杆、腹杆、节点板等钢构件通过焊接的方式连接成的一个整体,并在大跨结构或重载荷结构中施加适当的预应力,就形成了预制预应力桁架式钢骨混凝土结构,其可应用于工业厂房、住宅及桥梁等绝大多数结构体系中。本文主要完成了以下几点工作:(1)进行了两榀桁架式钢骨混凝土门式框架试件在水平低周循环往复荷载作用下的抗震性能试验研究,并观察试验过程及破坏形态,研究试件在试验中的滞回特性、骨架曲线、刚度退化、耗能能力、残余变形等抗震性能,同时对梁端与柱脚的弦杆角钢和斜腹杆角钢应变变化规律进行了分析,得到该框架结构的出铰顺序。试验结果表明:两榀试件的荷载-位移滞回曲线饱满,没有明显的捏缩现象,表现出良好的抗震性能,且施加预应力对延性、耗能能力和变形恢复性能没有明显影响;试件上预应力的施加可以延缓加载过程中裂缝的出现与延伸;两榀门式框架试件的出铰顺序相同,均为“先梁端后柱脚”,表明该框架结构符合“强柱弱梁”的设计要求;(2)基于三维单元理论,运用ABAQUS有限元软件,对桁架式钢骨混凝土门式框架试件模型进行水平荷载作用下的力学性能有限元模拟。模拟结果表明,通过有限元模拟分析方法所获得的试件破坏形态、极限荷载和骨架曲线均与试验实测结果较为吻合;(3)对预制预应力桁架式钢骨混凝土框架结构的恢复力模型特性进行了研究。研究结果表明:多种影响因素中,柱长细比和轴压比是最重要的影响因素,随着柱长细比的增加,框架承载力降低,峰值荷载减小,侧向刚度降低,位移延性提高,而随着轴压比的增加,框架位移变小,变形性能变差;(4)在参数分析结果的基础上,回归得到了单层单跨预制预应力桁架式钢骨混凝土框架结构的恢复力模型,该模型能够对此类框架结构在水平荷载下的滞回性能进行较好的预测。