预应力混凝土井式梁框架结构综合了井式梁结构和预应力混凝土结构的优点,在大跨度建筑中得到了较为广泛的应用.目前,对预应力混凝土结构抗震性能的研究,国内外研究的重点较多地集中于水平地震反应,而对其竖向地震反应的研究工作则开展得较少.宏观震害和理论分析均表明,在高烈度区,竖向地震作用对大跨度结构的影响是比较显著的.因而,研究大跨预应力混凝土井式梁框架结构的竖向地震反应和抗震性能,具有十分重要的理论意义和应用价值.该文在广泛阅读国内外文献的基础上,进行了大跨预应力混凝土井式梁框架结构的振动台试验和理论分析,提出了该结构在弹性阶段竖向地震效应的实用计算方法,建立了大跨预应力混凝土结构竖向地震反应的静力弹塑性分析方法.具体为以下几方面的内容:进行了大跨预应力混凝土井式梁框架结构模型的振动台试验,在加载的不同阶段,分别对结构进行白噪声扫描,获得了相应的频率响应函数,通过模态参数识别,得到了结构在各阶段的频率和阻尼以及各自相应的变化情况.测量和研究了该结构模型在地震波输入下的加速度反应、位移反应和钢筋的动态应变值,获得了该结构的动力特性和地震反应规律,并得出了一些有益的结论,为今后的理论分析提供了试验依据.在弹性反应分析阶段,探讨了采用振型分解反应谱方法计算大跨预应力混凝土井式梁框架结构竖向地震反应时的振型组合方法和振型截断问题.分析了该种结构竖向地震内力的分布规律.通过大量的算例分析,系统研究了竖向地震内力系数随结构跨度、主梁高跨比、荷载大小、柱网尺寸、结构长宽比等参数的变化规律.在此基础上提出了该种结构竖向地震内力的实用计算方法.研究了静力弹塑性分析方法的基本原理及其实施步骤,系统分析了美国规范ATC-40中的能力谱方法.在此基础上,结合预应力混凝土结构的特点,建立了大跨预应力混凝土结构竖向地震反应的静力弹塑性分析方法,编制了预应力混凝土构件截面弯矩—曲率的计算程序,为评判大跨预应力混凝土井式梁框架结构的竖向抗震能力、耗能机制的实现、考虑出铰顺序的位移延性分析提供了简便实用的分析方法.并结合具体算例对该方法的实施步骤加以说明.最后,指出了静力弹塑性分析方法在评估预应力混凝土结构弹塑性地震反应中存在的局限性及其需要进一步的发展和完善之处.