钢板混凝土组合剪力墙轴向承载力高，适用于底部楼层轴压大的高层建筑，但强震时易发生压弯破坏，底部塑性铰区的单一耗能机制导致局部墙体损伤集中，不利于灾后修复加固。本项目提出钢板混凝土联肢组合剪力墙新型结构体系，通过引入耦合机制，将地震引起的结构损伤均匀分散到结构全高，通过钢连梁的塑性耗能能力，降低剪力墙的承载力和变形能力的需求。考虑焊接和螺栓连接方式，设计并制作了五个连梁-组合墙肢连接节点的试件，通过试验证明了该连接的可靠性；考虑了钢板直接与钢框架焊接以及钢板间螺栓连接两种构造形式，分别设计、制作了1:4的缩尺试件进行了低周往复加载试验研究。结果表明，提出的组合钢板联肢剪力墙能够实现先连梁后剪力墙的预定屈服耗能机制,且剪力墙屈服后,钢连梁仍然具备足够的塑性变形能力，通过钢连梁的剪切变形和墙肢底部的塑性铰变形来耗散能量，达到连梁-墙肢双重抗震防线机制的目的。采用ABAQUS软件建立数值分析模型，基于试验实测数据，验证了数值模型和分析方法的可靠性。为了弥补试验数量的不足，利用已获验证的数值分析模型，考虑剪力墙轴压比、截面配钢率和钢连梁弯剪比等进行了参数分析，结果表明:轴压比对承载力、刚度和耗能能力影响不明显,但延性却先增加后减小；配钢率提高对承载力和耗能能力提升作用明显,但需避免发生脆性破坏；钢连梁的剪切塑性变形的延性和耗能能力优于弯曲塑性变形,钢连梁的设计应符合“剪切弱于弯曲”要求,同时保证钢连梁充分发挥剪切塑性变形能力。最后针对组合联肢剪力墙的抗震设计方法，首先解决耦联比这一参数在初设阶段难以应用的困难，以连梁跨高比和墙肢高宽比为关键参数，遵循中心复合设计的CCF方案准则并严格按照中国现行规范设计建立结构模型，提出了钢筋混凝土联肢剪力墙的优化设计方法。引入基于能量原理的塑性设计理论，提出了混合联肢剪力墙和联肢钢板组合剪力墙的抗震设计方法，并通过数值分析手段，验证了所提出设计方法的有效性与合理性。 2100433B

钢板混凝土组合剪力墙轴向承载力高，适用于底部楼层轴压大的超高层建筑，但强震时易发生压弯破坏，且底部塑性铰区的单一耗能机制导致局部墙体损伤集中，不利于灾后修复加固。根据超高层建筑核心筒需要较大面积开洞的建筑形式，提出钢板混凝土联肢组合剪力墙新型结构体系，利用其连梁-墙肢双重抗震防线机制，强震下的承载力、侧向刚度、耗能机制和灾后可修复性等均优于其单肢实体形式。采用内藏钢板或钢骨的钢-混凝土组合连梁，考虑焊接和端板螺栓连接两种方式连接连梁和组合墙肢，验证组合连梁及其与墙肢的连接作为第一道抗震防线的受力、变形与耗能能力。自主研发能反映连梁-墙肢整体受力和变形特征的试验加载装置，进一步考察钢板混凝土组合墙肢作为第二道抗震防线性能的连梁-墙肢内力传递机制、损伤分布、刚度与承载力退化以及耗能能力等。结合非线性有限元参数分析，提出合理量化双重抗震防线机制为目标的钢板混凝土联肢墙的性能化抗震设计理论方法。

本项目针对高层建筑结构地震灾变的核心科学问题，系统地开展其在强震下的破坏倒塌机制与灾变过程控制理论与方法研究。从材料、构件、子结构及结构整体多个层次上研究强震下高层建筑结构非线性反应建模理论和高效的计算分析方法，考虑多个强非线性因素的影响，实现高层建筑结构由构件损伤、局部破坏直至倒塌的动力灾变过程模拟，建立强震下高层建筑构件失效破坏准则及整体倒塌破坏准则，研究构件损伤、局部破坏与整体倒塌的内在联系，揭示高层建筑结构在强震下的破坏倒塌机制；深入研究高层建筑结构的地震失效模式，发展高层建筑结构失效模式优化及采取减震控制措施的地震灾变过程控制理论和方法，建立高层建筑结构在强震下提高整体抗倒塌能力的控制措施，为提升高层建筑的抗震能力提供坚实的理论基础和技术支撑，本项目的研究具有重大的理论意义和工程应用价值。 2100433B

针对传统剪力墙连梁抗剪能力不足、延性变形性能差且施工复杂等问题，利用钢板良好的塑性变形能力和屈服后不同拉力场特性，替代抗剪钢筋或交叉暗柱是提高连梁受力性能的一种有效措施。设计和改进内嵌钢板混凝土组合连梁的构造措施，提出内嵌双钢板混凝土组合连梁，并对其抗震性能和设计方法展开研究。采用试验研究、理论分析和数值模拟等手段，分析钢板厚度、高厚比、栓钉布置等对组合连梁破坏机理和抗震性能的影响，提出连梁恢复力特性曲线，揭示钢板屈曲后形成的不同拉力场分布和屈曲模态对连梁延性和耗能的影响机理。在参数分析基础上，建立组合连梁受弯和受剪承载力计算公式和抗剪理论模型。研究组合连梁各性能水准下的位移角限值或其他性能指标限值。通过数值模拟和理论分析，研究不同构造措施对节点破坏模式和抗震性能的影响，提出节点区钢板锚固长度、栓钉或其他连接件设计计算方法。研究成果可为钢板混凝土组合结构的设计理论及工程应用提供科学依据。