由國家自然科學基金委員會和建設部聯(lián)合資助，中國建筑科學研究院
抗震所、結構所共同承擔的“超
高層建筑結構的
抗震設計理論”課題，為國家自然科學基金 “九五”重大項目——“大型復雜結構的關鍵科學問題及設計理論研究”的3.2專題。
近年來，雖然國內(nèi)外對高層和超高層
建筑鋼結構、
混凝土結構和鋼-
混凝土結構的抗震設計理論均進行了一些研究，也已取得了一批較深入和較實用的研究成果。但是，由于
地震作用、各類結構體系的空間作用、彈
塑性性能以及“大震”作用的破壞機理等方面的復雜性，使得對
超高層建筑抗震設計理論還需要從許多方面進行深入研究。
本專題結合超
高層建筑的
鋼結構、鋼-混凝土
混合結構和混凝土結構體系，對超高層建筑抗震設計理論的如下五個子項目進行了研究，并取得了具有創(chuàng)新意義的成果——
1超高層建筑結構地震作用分析的研究
多維地震動效應、扭轉振動效應和P-△效應等地震效應對超高層建筑結構的影響很大，然而其計算只能通過大型
有限元程序來完成，目前還無法應用于工程實際。
本專題對上述各種地震效應的主要影響因素進行了深入研究，給出了多維地震動效應的反應譜計算方法、扭轉振動效應的扭轉與平移振動的耦連反應簡化計算方法以及P-△效應的簡化計算方法和穩(wěn)定設計要點等，供工程設計使用。
2帶加強層的超高層建筑結構地震反應研究
在超高層建筑結構中，沿高度方向布置水平加強層是減少結構水平側移的一種有效方法。
本專題結合實際工程，對帶加強層超高層建筑結構的地震響應、加強層數(shù)量及合理
剛度的選擇以及設置加強層的偏心支撐
框架結構進行了研究，分析了帶水平加強層結構在地震作用下的工作機理、
內(nèi)力傳遞方式和薄弱部位分布等性能，探討了設置加強層引起內(nèi)力突變的原因，提出了“有限剛度”的概念和對水平加強層設置原則及合理剛度選擇方法的改進建議，同時對帶加強層的超高層建筑結構的抗震設計要點進行了總結。
3 超高層鋼
結構設計理論的研究
在超高層建筑中，鋼結構是一種主要的結構形式。本專題針對超高層偏心支撐鋼
框架結構、鋼框架狗骨式梁柱
剛性節(jié)點和地震作用下超高層鋼結構的彈塑性性能等方面進行了研究。
在以上研究的基礎上，本專題提出了偏心支撐鋼框架結構消能梁段的屈服模型、彈塑性時程分析方法以及結構和
構件參數(shù)等的具體設計方法；通過數(shù)值計算和試驗研究分析了狗骨式梁柱剛性節(jié)點的工作原理并提出了具體設計要點；針對高層規(guī)則和不規(guī)則鋼結構提出了其大震作用下彈塑性位移的簡化計算方法。
4 高層與超高層鋼-混凝土混合
結構抗震性能研究
鋼-混凝土混合結構體系兼有鋼結構施工速度快和混凝土結構剛度大、成本低的優(yōu)點，但國內(nèi)外對這類結構的抗震研究較少。
本專題主要從模型試驗、
彈性分析和彈塑性分析等方面對這類結構的抗震性能進行了研究。分析了這種結構形式的工作原理、外框架與核心筒的連接方式以及大震作用下的
變形能力、破壞模式等。
5高層混凝土結構抗震設計理論研究
雖然國內(nèi)外對于高層混凝土結構的抗震性能已進行了大量的試驗和分析研究，并已取得了許多具有理論和應用價值的成果，但是隨著我國高層建筑結構
平面和體型的多樣化以及功能等方面的要求，又提出了一些需要研究的新問題。
本專題對高層混凝土結構的研究除了上面介紹的多維地震輸入、扭轉效應和P-Δ效應外，還進行了高層
鋼筋混凝土結構的穩(wěn)定設計、轉換層設置高度對
框支剪力墻結構抗震性能的影響和針對復雜工程的模型試驗研究。
本專題的研究，在積極進行以上5個子項的分析計算及科學試驗的同時，將已取得的研究成果成功地應用到天津國貿(mào)中心大廈、珠海信息大廈、深圳福建興業(yè)銀行大廈、北京新源大廈和西安長慶石油勘探局科研樓等實際工程中。
本專題已于2003年12月25日通過部級鑒定。鑒定委員會認為：該項研究成果總體上達到國際先進水平，部分成果屬國際領先，對高層和超高層建筑抗震設計具有廣泛指導意義，推廣應用價值大。
