高层及超高层建筑愈发成为城市建筑的主要形式,剪力墙及核心筒剪力墙作为高层及超高层建筑的第一道抗震防线,承担了绝大部分的水平地震力,极易在地震下严重受损。而传统剪力墙的典型震损为墙身剪切开裂、墙趾压溃失稳,破坏模式呈脆性且震后难以修复。因此高层及超高层建筑震后时常处于地震破坏难以修复或者修复代价极高,拆除重建又造成极大资源浪费和社会影响的尴尬境地,使城市在遭遇一次严重地震之后长期受到影响,难以迅速恢复城市功能。为了克服高层及超高层建筑中剪力墙的墙身剪切开裂及墙趾压溃的震损问题,本文进行了试验和理论研究。利用竖波钢板凹槽与混凝土的嵌固作用,提出了竖波钢板组合剪力墙,用以克服剪力墙墙面严重开裂的震损问题。同时,为克服剪力墙墙趾压溃及震后功能难以恢复的问题,提出了一种墙趾安装可更换拉压型阻尼器的可恢复功能竖波钢板组合剪力墙,可以进一步保护剪力墙主体,集中塑性应变与可更换阻尼器耗能腹板上,震后通过更换墙趾阻尼器快速恢复结构抗震性能。本文设计制作了H型钢约束的竖波钢板组合剪力墙及其内嵌钢骨、方钢管约束的竖波钢板组合剪力墙及方钢管下安装可更换拉压型阻尼器的可恢复功能竖波钢板组合剪力墙试件,对竖波钢板组合剪力墙及可恢复功能组合剪力墙分别进行了抗震性能试验及抗震韧性试验验证,主要研究内容和成果如下:(1)确定可恢复功能与抗震韧性的试验标准:以相关规范中剪力墙结构的弹塑性位移角限值为界限,将结构加载至位移角1/80,对结构在此限值前的震损现象与抗震性能进行评判。(2)对H型钢约束的竖波钢板组合剪力墙及其内嵌钢骨进行了拟静力加载的抗震性能试验,弹塑性位移角限制前发生了不易修复的震损,将结构一次性加载至破坏,研究各项抗震性能;将方钢管约束的竖波钢板组合剪力墙加载至弹塑性位移角限值,震损微弱,更具备震后功能恢复潜力。(3)方钢管约束的竖波钢板组合剪力墙经过一次规范弹塑性位移限值的加载后,认为已经经历一次罕遇地震。将震损组合墙进行修复,改造墙趾并安装可更换的拉压型金属阻尼器,形成可恢复功能组合剪力墙。(4)对可恢复功能组合剪力墙加载至弹塑性位移角限值,更换墙趾阻尼器后重新加载,直至结构破坏。两次加载的荷载-位移曲线几乎完全重合,承载力及位移特征点、刚度-位移曲线及耗能能力曲线也几乎完全重合,说明可恢复功能竖波钢板组合剪力墙可以实现震后功能恢复及抗震韧性。(5)将经历多次加载的可恢复功能竖波钢板组合剪力墙与H型钢约束的竖波钢板组合剪力墙的抗震性能进行对比。发现设置可更换阻尼器后,可恢复功能竖波钢板组合剪力墙的承载力略低于H型钢约束的竖波钢板组合剪力墙,各自峰值点相差11%,但变形性能更好。其中,极限位移是H型钢约束的竖波钢板组合剪力墙的1.34倍,峰值点到极限点的下降段长度是H型钢约束的竖波钢板组合剪力墙的4.1倍,延性是H型钢约束的竖波钢板组合剪力墙的1.64倍。(6)通过有限元软件ABAQUS对试验过程进行了仿真验证,有限元云图可以看出,阻尼器能集中应力、塑性应变于可更换阻尼器耗能腹板上,保护剪力墙主体,震后通过更换墙趾阻尼器快速恢复结构抗震性能。此外,在验证模型正确性后对试件参数进行了因素扩展分析,根据模拟结果对我国《组合结构设计规范》中平钢板-混凝土组合剪力墙的抗剪承载力公式进行修正,得到竖波钢板组合剪力墙及可恢复功能组合剪力墙的抗剪承载力设计公式。与试验结果进行对比,误差小于10%,可对竖波钢板组合剪力墙及可恢复功能组合剪力墙的弹塑性抗剪承载力和最大抗剪承载力计算提供参考。