随着全球经济一体化发展进程的推进,各国经济实力均得到快速的提升,在这样的经济背景下,既能使人口大量集中,提高工作效率;又能使占地面积减小的超高层建筑在各国的建设使用率不断提高,而框架-核心筒结构因其良好的受力性能成为此类建筑常用的结构形式。伴随着建筑高度的增加,使用功能的多样化要求,楼层层高的不均匀性设计成为必然。本文以某工程实例为背景,就层高变化对超高层框架-核心筒结构抗震性能的影响进行探究,主要研究工作和成果如下:(1)整理总结结构抗震设计分析理论至今的研究成果,就静力法、底部剪力法、振型分解反应谱法、静力弹塑性分析法、动力时程分析法介绍其基本原理与实现方式,对五种不同计算方法的适用范围进行界定。(2)为考察不同位置以及不同层高变化幅度对结构抗震性能的影响,设计底部、中部以及上部不同层高变化幅度的算例模型,进行多遇地震作用下的振型分解反应谱分析,发现层高增加会导致相应楼层结构受力以及变形发生突变,其中对上部楼层的受力连续性破坏最大,对底部楼层变形连续性破坏最大。由于层高增加导致相应楼层框架部分较剪力墙筒体部分刚度下降得更快,其承担的楼层剪力与倾覆力矩占比相应减小。(3)基于规范给出的四种侧向刚度计算方法,利用反应谱法分析结果计算层高变化算例的侧向刚度比,分析四种侧向刚度计算方法的特征以及差异,对四种侧向刚度计算方法的适用性给出建议,就框架-核心筒结构而言,考虑层高修正的高规计算方法可能导致对结构中、上部薄弱层的错误判断,可采取层位移角之比计算刚度比,以反映层高变化后结构刚度的变化情况。(4)利用反应谱法计算结果对算例进行配筋设计,利用OpenSEES分层壳单元建立剪力墙有限元模型并与章红梅博士的剪力墙构件低周往复试验数据进行比对,验证OpenSEES模拟剪力墙的可行性。基于OpenSEES的纤维截面梁柱单元与分层壳剪力墙单元建立精细化的超高层建筑结构模型,与Etabs建立的模型对比模态,验证分析模型的正确性。(5)对配筋算例以倒三角荷载模式进行静力弹塑性分析,考察算例在多遇、设防、罕遇地震中的结构性能点,分析层高变化对整体承载能力以及耗能的影响。随着层高的增加结构基底剪力-顶点位移曲线曲率变化加快,塑性发展加快,整体承载能力降低。将算例等效为单自由度体系发现层高增加将会减小结构整体总耗能。建议在层高变化楼层处设置耗能型斜撑,增强本层侧向刚度,降低层间位移,提高结构耗能能力。(6)对配筋算例选取调幅后的EI波、Taft波以及人工波进行动力时程分析,考察结构在多遇、罕遇地震作用下的变形情况,发现不同地震波输入对结构响应略有差异。在多遇地震作用过程中,在底部进行层高变化时对结构位移连续性的破坏程度更大,其反映规律也与反应谱分析的结果相符。人工波计算结果与反应谱计算结果最为相近。在罕遇地震作用过程中,结构在多遇地震作用下的最大层间位移角将被进一步放大。(7)对振型分解反应谱法及动力时程分析法计算所得的最大层间位移角位置进行汇总,对比发现:动力时程计算最大层间位移角位置较未考虑结构地震动力特性的振型分解反应谱法高。鉴于实际地震动的离散性较强,建议进行动力时程分析时应尽可能选择频谱特征与场地符合度好的地震波,并用动力时程分析与振型分解反应谱法二者计算结果综合确定最大层间位移角位置,以保证结构安全。