随着我国建筑工业的发展，人们对土地资源的开发日益严重，导致城市住宅用地紧张，为了解决这一问题，提高建筑使用率，急需研发一种行之有效的结构体系。近年来，异形柱结构在住宅结构体系领域得到广泛应用，加之钢结构具有优越的抗震性能，于是构想出一种以异形截面（L形、T形、十字形）柱代替普通截面（箱形、H形）柱而形成的钢结构框架体系，不仅能够有效的解决室内柱角突出，影响室内布置的问题，同时也符合可持续发展战略和推动住宅产业化发展的要求，具有重大的现实意义。本文在国家自然科学基金项目—钢异形柱结构体系的理论分析与试验研究（项目编号：50878008）资助下，总结了钢异形柱框架的特点，提出了在钢异形柱框架抗震性能研究中亟待解决的问题。然后以地震设防区多高层钢异形柱框架为研究对象，根据L形截面柱的特殊性，采取有限元分析和试验相结合的方法，对L形截面钢异形柱框架进行了抗震性能研究。本文建立了钢异形柱框架结构的非线性有限元分析模型，用以研究钢异形柱框架在低周反复荷载作用下的抗震性能。设计了10个不同截面参数组合的L形截面钢异形柱框架模型，通过低周反复荷载下的非线性有限元计算，模拟其受力、变形、破坏全过程，研究了滞回曲线、骨架曲线、耗能能力等抗震性能指标，得到了轴压比、腹板高厚比和翼缘宽厚比是抗震性能的主要影响因素及其对抗震性能的影响规律。对钢异形柱框架与普通截面钢框架进行了8度罕遇地震下的弹塑性时程分析，比较两种结构的基底剪力、顶点加速度、楼层最大位移及层间位移角反应，结合规范进行了抗震性能评价。为了更好的研究钢异形柱框架的抗震性能，制作了3榀1:2缩尺、等应力的L形截面钢异形柱平面框架试验模型，进行低周反复荷载作用下的拟静力试验，研究了框架试件的变形模式、应变分布、塑性铰分布破坏模态，研究了滞回曲线、骨架曲线、承载能力、延性性能、耗能能力、强度和刚度退化等抗震性能指标，结合有限元分析得出了柱腹板高厚比对抗震性能的影响规律。