半刚性框架—密肋防屈曲钢板剪力墙结构融合了半刚性框架和加劲薄钢板剪力墙结构的优势,是一种双重设防的抗震结构体系,也是一种适应装配式建筑施工要求的新型结构体系。薄钢板剪力墙具有屈曲时噪声大、滞回曲线捏缩严重等缺陷,因此,设置加劲肋是改善其力学性能的重要手段。但是,焊接导致薄钢板和加劲肋产生显著的缺陷,无法充分发挥薄钢板剪力墙塑性耗能的优势。传统的栓焊型钢框架结构节点区同样存在焊接缺陷,也无法满足装配式钢结构施工的要求。因此,论文以正交互嵌的钢板、穿芯螺栓和圆钢管组成薄钢板剪力墙的防屈曲约束体系以取代焊接加劲肋,不仅可避免焊接对钢板墙和加劲肋造成的损伤,也便于现场安装剪力墙;半刚性节点同样具有连接方便以及能避免焊接缺陷的优势。因此,将两种结构体系相结合,可控制结构整体的耗能和延性,从而提高结构的抗震性能,在高烈度地震区具有良好的应用前景。本文通过振动台试验,对半刚性框架—密肋防屈曲钢板剪力墙结构的破坏模式、耗能机理、密肋防屈曲构造以及结构的位移反应、加速度反应进行了系统的研究。通过数值分析手段,对结构体系进行了参数化分析,探讨了薄钢板剪力墙的参数对结构位移和剪力墙应力的影响。对简化分析模型进行验证和比较,探讨了简化分析模型的计算精度。论文的主要内容和成果如下:(1)完成了一栋半刚性框架—密肋防屈曲钢板剪力墙结构的振动台试验研究,缩尺比例为1:3,试验中逐次输入El-Centro波、Taft波和人工波,输入地震波的峰值加速度最大达到992gal(9度罕遇地震),共完成33个工况。试验观察到密肋防屈曲钢板剪力墙未出现平面外失稳现象;半刚性框架和连接节点未发生破坏现象。剪力墙的破坏位置出现在第1层和第2层处,第3层和第4层的剪力墙塑性变形并不明显;钢板剪力墙的破坏模式为小区格内钢板出现反复鼓曲变形且最终形成有规律的“X”形残余变形。试验验证了由钢板、穿芯螺栓和圆钢管组成的防屈曲约束体系具备足够的刚度和强度,能有效约束钢板剪力墙的平面外变形。(2)半刚性框架—密肋防屈曲钢板剪力墙具有较大的抗侧刚度。结构遭遇8度多遇地震时,结构的最大层间位移角仅为1/507;遭遇8度罕遇地震时,最大层间位移角仅为1/116。直至遭遇9度罕遇地震,最大层间位移角仅为1/91。试验验证了这种半刚性-密肋防屈曲钢板剪力墙具有较大的刚度和刚度储备。试验发现,地震波的频谱特性对结构变形能力具有一定的影响,在相同峰值加速度激励下,结构地震反应并不相同,试验中以El-Centro波激励影响比较显著。(3)密肋防屈曲钢板剪力墙具有较好的耗能作用。当8度设防地震激励下,墙板由剪切受力机制逐渐转化至拉力带机制并形成稳定的塑性耗能作用;试验中墙板出现明显的塑性破坏;但边缘构件未出现塑性破坏现象。这表明密肋防屈曲钢板剪力墙充分发挥“第一道防线”的作用。(4)创建精细化的数值分析模型,以S4壳单元模拟剪力墙、防屈曲钢板、边缘构件和其它构件,以Hinge模拟梁和柱之间的相对转动,将数值分析与试验结果进行对比,验证了精细化模型的准确性。通过对该数值分析模型进行研究,揭示了钢板剪力墙的破坏历程、应力状态、边缘构件的变形特征以及防屈曲装置的变形和应力状态;通过对剪力墙及其它构件所承担基底剪力的对比和分析,验证了剪力墙和边缘构件对结构抗震能力的贡献作用。(5)通过创建半刚性框架—密肋防屈曲钢板剪力墙的简化分析模型,研究了以SM模型(等效拉杆模型)、TSM模型(三拉杆模型)和CSM模型(混合杆模型)模拟密肋防屈曲低屈服点钢板剪力墙对分析精度的影响。通过与试验结果的对比,提出SM模型、TSM模型和CSM在工程应用中存在误差,并对原因进行了探讨;另外,提出SM模型工程应用的范围。(6)提出半刚性框架—密肋防屈曲钢板剪力墙的设计方法,并以兰州新区装配式钢结构保障房项目6#号楼为工程案例,探讨半刚性—密肋防屈曲钢板剪力墙的设计方法,并对结构进行了抗震性能的分析,对施工过程中的问题进行了总结,为半刚性框架—密肋防屈曲钢板剪力墙结构在实际工程中的应用提供了经验和参考。采用IDA分析法对结构进行分析,建立地震动峰值加速度PGA和结构的层间位移角θ的关系曲线,验证了结构具有良好的抗震性能;根据结构易损性曲线,研究了结构在不同等级地震作用下结构发生破坏的概率,研究结果表明,半刚性框架—密肋防屈曲钢板剪力墙结构具有良好的抗震性能,结构出现倒塌的概率较低。