混凝土核心筒是高层建筑抗震的核心部分,研制抗震性能好的核心筒一直是国内外工程界十分关注的问题。特别是近年来,追求个性化的大型复杂高层建筑日益增多,对核心筒的抗震性能要求也越来越高。由于建筑的要求以及考虑减轻结构自重等原因,核心筒的厚度常常受到限制。结构中核心筒在给定厚度条件下如何增强其抗震性能已成为核心筒抗震设计的关键问题。针对此问题,本文提出了内藏钢桁架混凝土组合剪力墙及核心筒并获得了国家发明专利,进行了较系统的抗震试验、理论和设计方法研究。主要贡献如下： 1.首次提出了内藏钢桁架混凝土组合剪力墙及核心筒,完成了8个有洞口和无洞口的内藏钢桁架混凝土组合简体与普通混凝土筒体在低周反复荷载下的抗震性能试验研究。分别采用水平中心加载和偏心加载的方法,研究了该双重组合筒体在弯剪作用下以及在弯剪扭作用下的受力特点。较系统地分析了它们的承载力、刚度及其退化过程、延性、耗能能力、破坏机制等。揭示了混凝土核心筒与内藏钢桁架共同工作的机理。 2.建立了内藏钢桁架混凝土组合核心筒承载力计算的简化力学模型与理论公式,计算结果与试验结果符合较好。 3.基于钢筋混凝土软化桁架模型理论,建立了内藏桁架混凝土组合低剪力墙软化桁架模型,分析了内藏桁架对剪力墙裂缝发展的控制作用以及对承载力的提高作用。在内藏桁架混凝土组合低剪力墙软化桁架模型的基础上,建立了内藏钢桁架混凝土组合高剪力墙及核心筒软化桁架模型,该模型中截面单元应力状态分解为一维应力状态和二维应力状态。其中处于二维应力状态的体系抵抗由剪力和扭矩引起的截面剪应力；处于一维应力状态的体系抵抗复合受力下截面的轴向应力。计算结果与试验结果符合较好。该模型为内藏钢桁架混凝土组合高剪力墙及核心筒在复合受力下的全过程分析提供了有效途径。 4.在试验和理论研究基础上,给出了内藏钢桁架混凝土组合核心筒在结构中的布置原则,提供了内藏钢桁架混凝土组合核心筒的抗震设计方法和构造措施,并已用于工程。 主要结论： (1)内藏钢桁架的存在有效地制约了筒体裂缝的开展,有利于内力重分布,刚度衰减慢,后期性能稳定,具有多道抗震防线。内藏钢桁架组合核心筒的塑性铰域较大,有利于充分发挥核心筒各部位的抗震耗能能力。 (2)内藏钢桁架混凝土组合核心筒的承载力比普通混凝土核心简明显提高,其屈服荷载提高了11.2％～23.3％,极限荷载提高了25.9％～39.9％。 (3)内藏钢桁架混凝土组合核心筒的延性比普通混凝土核心简明显提高,其延性系数提高了10.2％～39.5％。 (4)内藏钢桁架混凝土组合核心筒的滞回曲线比普通混凝土核心筒的滞回曲线饱满、耗能能力明显提高,其耗能提高了34.4％～163.9％。 (5)内藏钢桁架混凝土组合核心筒与普通混凝土核心筒的破坏形态明显不同：内藏钢桁架明显地改变了剪力墙的裂缝分布及走向,裂缝在发展过程中裂缝角度有向型钢斜撑倾角逼近的趋势,当型钢斜撑配钢梁较高或轴压力较小时,这种趋势愈加明显。 (6)内藏钢桁架混凝土组合核心筒比普通混凝土核心筒抗扭能力显著提高。 (7)所建立的内藏钢桁架混凝土组合核心筒的软化桁架模型,为内藏钢桁架混凝土核心简在复合作用下的全过程分析提供了有效途径,计算结果与实测结果符合较好。 总之,本文所研究的内藏钢桁架混凝土组合核心筒比普通混凝土核心筒抗震性能明显提高。工程应用表明,其施工较简便,易于推广。