核心筒广泛应用于超高层建筑当中,但现阶段的试验研究滞后于工程应用。已有的试验研究主要集中在轴压比、几何尺寸及配筋率方面,针对改善核心筒抗震性能的试验研究较少。此外,在改善核心筒抗震性能的试验研究当中,以提出钢-混凝土组合核心筒的方案为主,但此类核心筒的构造优化及抗震设计方法的研究仍有不足。因此,本文以改善核心筒的抗震性能为目的,提出了高阻尼混凝土组合核心筒,文章以高阻尼混凝土组合核心筒作为研究对象,以内部型钢构造形式的优化和抗震性能设计为研究焦点,以拟静力加载试验和数值模拟为手段,对其抗震性能展开了研究。主要完成了如下工作:(1)完成了高阻尼混凝土组合核心筒拟静力加载试验。设计了5个不同构造形式的核心筒,试验参数主要包括:钢板暗支撑的设置形式和约束边缘构件的构造形式。分析了试验参数对破坏形态的影响。比较评估了承载力、变形及耗能等指标,论证了高阻尼混凝土组合核心筒对改善核心筒抗震性能的可行性。(2)比较分析了钢板暗支撑设置形式对抗震性能的影响。试验结果表明,在墙肢中每层设置钢板暗支撑的试件,其承载力、延性系数、累积耗能等指标更高,表现出更优的抗震性能。数值计算表明,高轴压比条件下,每层设置钢板暗支撑的试件对变形和耗能能力的提高更明显。(3)探讨了在约束边缘构件中采用加密箍筋的方式对抗震性能的改善作用。试验结果表明,约束边缘构件中采用密配箍筋的方式可提高试件的变形及耗能能力,但承载能力的提高效果不明显。数值计算表明,在不同轴压比条件下,当采用加密箍筋方式的核心筒,其承载力的提高有限,但变形性能的提高明显,这种现象与以往研究中的加密箍筋框架柱类似。同时,针对核心筒的约束边缘构件和框架柱,分别提出了配箍特征值的建议值。(4)研究了在约束边缘构件中采用设置型钢和叠合柱的方式对抗震性能的改善效果。试验结果表明,在约束边缘构件中采用设置型钢和叠合柱的方式,试件的承载力、延性系数、累积耗能及耗散系数等指标更高,表现出良好的抗震性能。相比设置型钢的方式,在角部设置叠合柱的试件,其抗震指标的提高程度更加明显。数值分析发现,当核心筒处于高轴压比情况时,采用上述两种方式对抗震性能的提高更显著。洞口处约束边缘构件的含钢率对承载力及刚度的影响更明显,角部约束边缘构件的含钢率对变形能力有一定影响。(5)建立了高阻尼混凝土组合核心筒的有限元模型,通过与本文及已有文献中核心筒及带翼缘剪力墙的试验数据对比,验证了数值模型的合理性。基于有限元模型,分析了不同轴压比条件下,5个高阻尼混凝土组合核心筒抗震性能的差别。同时以试件CW3X-2为原型,讨论了型钢组成构件的含钢率对抗震指标的影响,并采用正交分析的方法排列出各构件含钢率的影响程度顺序。结果表明,在型钢骨架各组成部分中,钢板暗支撑是影响其抗震性能的重要因素。(6)基于有限元模型,研究了耦连比对高阻尼混凝土组合核心筒抗震性能的影响。依据正交设计的分析,得出了连梁截面尺寸、墙肢截面尺寸及楼层数对抗震指标的影响强弱程度,并在关键影响因素的基础上,讨论了耦连比的合理范围,同时在该范围内分析了单因素对抗震指标的影响,为高阻尼混凝土组合核心筒的初步设计提供依据。(7)采用骨架曲线方法对高阻尼混凝土组合核心筒进行划分,分别为基本完好(包括完好)、轻微损伤、轻~中等破坏、中等破坏及不严重破坏5个水平。基于348个数值计算结果,分析了不同因素对位移角的影响,结果表明,轴压比、连梁跨高比及钢板暗支撑含钢率对位移角的影响较大。同时给出了各性能状态下的位移角的推荐值,为这类结构的抗震性能设计提供参考。