随着经济发展水平的提高,以及人们对建筑结构功能需求的提升,(超)高层混合结构以较好的抗震能力和灵活的空间布置功能在全国各地得到了广泛地应用,其中不乏高烈度区域。(超)高层混合结构的地震震害以及相应的振动台试验结果表明,混合结构的损伤主要集中在连梁处。因此,通过对连梁的消能减震设计和可更换性的研究,并将可更换消能连梁应用于(超)高层混合结构,进行减震性能分析十分重要。本研究为建立具有损伤可控且可快速修复的(超)高层混合结构体系提供途径和技术支撑,为带有该类可更换消能连梁混合结构的推广和应用提供科学依据,为相关抗震设计标准提供参考。论文主要完成了以下工作:1、在国内外对金属阻尼器研究成果的基础上,针对普遍存在的焊接影响、应力集中以及塑性应变累积的问题,提出了一种形状优化的装配式金属阻尼器。基于弹塑性力学理论,推导了形状优化函数公式,以及相应的承载力与刚度设计公式。通过数值模拟与16个试件的拟静力试验,验证了设计公式的准确性,研究了阻尼器的弹塑性力学行为,系统分析了轴向变形的影响因素,给出了弹塑性阶段的力学模型。结果表明,经过优化的阻尼器,在剪切位移作用下,沿截面边缘同时进入屈服状态,最终达到全截面耗能,减轻了焊接区域热应力的影响、耗能片局部应力集中的影响以及塑性应变累积效应的影响。2、在装配式形状优化阻尼器研究的基础上,针对高层混合结构损伤集中于核心筒连梁的问题,设计了可更换的全钢消能连梁,并推导了刚度与强度的设计公式。设计了4个带有墙肢与楼板的连梁试件,并对消能连梁的楼板上浮3cm,通过拟静力试验,验证了设计公式的准确性,研究了连梁、墙肢以及楼板的损伤状态,给出了弹塑性本构模型。利用PERFORM-3D非线性软件,基于集中塑性铰模型对其进行数值模拟,验证了本文给出的弹塑性本构模型的准确性,为后文高层混合结构减震设计提供理论依据。经过对连梁拆卸与安装的现场计时表明,可仅由2名工人利用充电扳手在1小时内完成更换,为结构的震后功能可快速恢复研究提供了试验依据。3、利用PERFORM-3D非线性软件对1栋6层1:2缩尺的钢骨混凝土核心筒拟静力试验进行数值模拟,通过试验结果验证数值模型的可靠性。并根据第3章消能连梁的设计方法,对该6层钢骨混凝土核心筒进行消能减震设计,数值模拟结果表明,与原钢骨混凝土核心筒相比,经过消能设计的核心筒基底剪力-顶层位移滞回曲线更加饱满,整体耗能提高了2倍,连梁耗能所占比重提高了6倍,减轻了地震对其它结构构件的损伤,为后文高层混合结构的消能减震设计以及数值模拟分析提供理论基础。4、利用PERFORM-3D非线性软件对1栋17层混合结构1:10缩尺的振动台试验进行数值模拟,并与试验结果进行比较,验证数值模型的准确性。根据第3章消能连梁设计方法对该混合结构进行消能减震设计,并与原混合结构的动力响应对比分析。结果表明,按照极限承载力的0.8倍作为消能连梁的极限承载力设计值进行消能减震设计,可以最大程度地发挥消能连梁的减震效果,消能连梁通过自身强大的耗能能力与变形能力,有效地减轻核心筒墙肢以及外框架结构的损伤,减小层间位移角,减小结构顶层位移。进一步对原混合结构与消能结构进行抗震性能评估,结果表明,在中震工况下,经过消能设计的混合结构抗震性能水准提高了1级。本文的研究为高层混合结构的减震设计与抗震性能评估方法提供了依据,对确保该类结构地震安全性以及功能可恢复性有着重要的理论意义和实用价值。