剪力墙作为超高层建筑结构体系中重要的抗侧力构件,其抗震性能对整体结构的安全性至关重要。随着建筑高度的日益增加,如何减轻结构的自重和提升剪力墙的抗震性能是超高层建筑抗震设计的关键。本文以巨子框架结构体系作为研究对象,引入双钢板混凝土组合墙作为结构的主要抗侧力构件。通过非线性时程分析,研究了巨子框架结构的抗震性能,根据结构在地震作用下的损伤状态和关键损伤位置,提出了本文研究的主要内容,并开展了系统和深入的研究。取得的主要研究成果如下:1.以巨子框架结构为研究对象,采用双钢板组合剪力墙作为结构的主要抗侧力构件,并提出了基于“巨子分离”设计思想的巨子框架结构优化设计方法。进行了巨子框架结构弹塑性分析,得到了在不同水准地震作用下的结构动力响应、性能水平和关键损伤位置。建立了巨子框架结构的多自由度简化分析模型,考虑层间位移角和楼层加速度的权重系数,提出了基于遗传算法的巨子框架结构优化设计方法,对减隔震装置进行选择和布置方案优化。结果表明,所设计的巨子框架结构满足抗震设计要求,所提出的优化算法对巨子框架减隔震结构体系的地震响应具有良好改善效果。2.对5个双钢板混凝土组合墙-连梁节点进行了拟静力加载试验。试件包括2个采用不同锚筋布置方案的连接节点和3个采用不同锚固长度的钢梁段连接节点。分析了双钢板混凝土组合墙-连梁节点的破坏模式、承载力、延性和耗能能力等力学性能。结果表明,影响连接节点强度的关键因素为外包钢板焊缝撕裂和混凝土压溃。两种锚筋形式连接节点的破坏模式和力学性能较为接近。钢梁段形式连接节点具有较高的初始刚度,提高钢梁段的锚固长度可以有效提高节点的变形能力,并给出了构造措施和设计建议。3.对5个双钢板混凝土组合墙-连梁节点进行有限元建模计算。模型考虑了材料的非线性、接触的非线性和钢板的撕裂情况,采用试验结果和有限元计算结果相结合的分析方式,深入地分析了双钢板混凝土组合墙-连梁节点的受力特征和破坏机理。结果表明,在连接节点达到其峰值承载力时,各部件均进入屈服状态,说明各材料的力学性能得到了充分的利用,针对不同连接节点形式,提出了简化力学模型和承载力计算公式。4.对8个内置钢桁架-双钢板混凝土组合墙试件进行了拟静力加载试验。研究了轴压比、钢桁架强度和栓钉等参数变化对组合墙力学性能的影响,通过对试验结果的深入分析,得到了各试件在往复荷载作用下的破坏模式、承载力、延性和耗能能力等力学性能。结果表明,内置钢桁架-双钢板混凝土组合墙均表现出弯曲破坏的特征,主要包括外包钢板的局部屈曲、外包钢板竖向拼接焊缝撕裂、墙肢底部混凝土压溃和内置钢桁架弦杆的拉压破坏。墙肢延性随轴压比的增大而减小;随着内置钢桁架强度的增加,墙肢承载力不断提升,初始刚度不断增大;钢桁架上有无栓钉对墙肢的力学性能影响较小。5.对6个试验模型和12个补充模型进行有限元建模,深入分析了内置钢桁架-双钢板混凝土组合墙的破坏模式和受力机理。结果表明:墙肢的受力符合平截面假定,结合试验数据,发现内置钢桁架的弦杆尺寸对组合墙肢承载力影响较大,并提出了组合墙的简化计算模型和压弯承载力计算公式。