随着第五代《中国地震动参数区划图》(GB18306-2015)的实施，新版区划图明确提出了“四级地震作用”的概念，即在原来小震、中震、大震的基础上新增了极罕遇地震作用，从而对建筑结构的抗震性能提出了更高的要求，同时，预应力混凝土(PC)框架结构被我国广泛应用于重大工程之中，但对于PC框架在极罕遇地震作用下的抗震性能研究仍较少。因此，本文针对我国现规范设计的抗震等级分别为一、二、三级的PC框架在极罕遇地震作用下的抗震性能进行了系统研究，以期为PC框架结构的抗震设计，或新一轮预应力规程的修订提供参考依据。主要研究内容和结论如下：
　　(1)依据我国现规范设计了6榀不同梁截面尺寸、抗震等级为一、二、三级的PC框架结构，在OpenSees中建立基于纤维梁柱单元的数值模型，并与PKPM模型进行了周期和振型的对比，以及模拟既有的低周水平往复荷载试验，较好地吻合了试验结果的滞回曲线和骨架曲线，验证了建模的适用性。
　　(2)通过改进现有的和声搜索法进行了地震动的选取，针对两榀不同基本周期的PC框架进行了动力时程分析，并与常用的周期点法、双频段法和面积法的计算结果进行对比。结果表明，利用本文改进的和声搜索法选择的结果作为地震动输入时，对场地和结构特性有较好地匹配，无论是对弹性时程分析还是弹塑性时程分析都有较好地适用性，结构响应参数的离散性较小，与规范计算结果较接近。
　　(3)通过静力弹塑性分析得到了各PC框架的Pushover曲线、性能点、塑性铰分布情况，并分析了各PC框架在罕遇和极罕遇地震作用下的性能状态。结果表明，按现规范设计的各抗震等级的PC框架，在大震作用下，难以实现“强柱弱梁”的破坏机制，且底层柱易先出铰；通过适当减小梁截面尺寸，能有效地改善结构的延性和出铰顺序，有利于抗震耗能和“强柱弱梁”破坏机制的实现。在罕遇和极罕遇地震作用的性能点处，各抗震等级的PC框架的最大层间位移角均能满足规范1/50的限值要求，具有很好的抗震性能。
　　(4)通过增量动力分析和易损性分析得到了各PC框架在远场和近场地震作用下的IDA曲线、易损性曲线以及极罕遇地震作用下的结构抗倒塌能力储备，并分析了各PC框架在远场和近场极罕遇地震作用下的失效概率。结果表明，在相同地震动强度下，近场地震作用下的结构响应比远场地震作用下的结构响应大，各性能状态下的结构失效概率也更大。在极罕遇地震作用下，各PC框架的倒塌失效概率均较小，满足“大震不倒”的抗震设防要求，同时，抗震等级为三级的PC框架，在各性能状态下的失效概率均较其他抗震等级的PC框架小很多，且在极罕遇地震作用下结构抗倒塌储备系数最大，表明其在抗震设防要求下抗震性能最好。