巨型框架结构又被称为主、次框架结构,其独特的两级受力体系不仅有利于提高结构整体性,改善结构安全性能,减少材料用量和工程造价,亦给建筑设计带来了更大的灵活性,因此在超高层建筑中正得到越来越广泛的应用.但是,亦正由于其独特性,使巨型框架结构的力学分析较为复杂,而迄今为止针对巨型框架结构的计算理论、抗震性能及设计方法的试验研究和理论分析还较少,诸多问题急待解决.为此,该文在总结前人研究成果的基础上,对巨型框架结构这一新型高层建筑结构体系进行了较为系统的研究,主要内容如下:以采用钢骨混凝土巨型框架结构体系的南京多媒体综合大楼为原型,进行了1:25缩尺比例的整体模型振动台试验,着重研究了巨型框架结构的动力特性、弹性和弹塑性地震反应及结构的破坏形式.得出了巨型框架结构抗震性能优异,整体变形曲线接近于第一振型,呈明显的弯剪型特征,层间位移在主框架梁层明显减小而在其上下层显著增大等重要结论.抽取原型结构中第二道桁架式主框架梁及其上下各一层,制作了两榀缩尺比为1:6的巨型框架局部模型,进行低周反复荷载试验.结果表明,钢筋混凝土巨型框架结构具有良好的抗震性能,采用钢骨混凝土能够增加巨型框架结构的延性,采用八字型偏心支撑节点,能够达到增加巨型框架结构耗能能力和延性的目的.通过对巨型框架结构与普通框架、刚性层和转换层结构的异同点比较,研究了巨型框架结构的体系特点.采用不同软件,对振动台试验模型进行弹性阶段静力和动力分析,通过计算结果与试验结果的对比分析,研究了不同计算软件在进行巨型框架结构分析时存在的问题及其解决方法.对于各种巨型框架结构的杆系简化模型建立方法进行了较系统的研究,提出了将巨型框架结构按壳一杆单元计算模型→带刚域的杆系单元计算模型→消去刚域的等效杆系单元计算模型→主、次框架分离的杆系单元计算模型逐步简化的思路和方法,并通过一典型巨型框架算例,对水平荷载作用下巨型框架结构的特点进行了较系统研究.对静力弹塑性分析的原理和实施步骤进行了简要介绍.随之,对影响Push-over分析结果较多的几个因素,如对塑性铰的类型和位置设定、各类塑性铰本构关系的确定、水平加载方式及反应谱的选用和偏心耗能支撑的破坏机制等问题进行了一些探讨,推导了考虑结构损伤的基本周期近似计算公式,指出:可根据结构的基底剪力、顶点位移和结构弹性阶段的基本周期近似计算出结构在弹塑性阶段的基本周期.在上述研究的基础上,以对巨型框架局部模型的静力增量法计算和巨型框架整体模型的静力弹塑性分析的两个算例入手,通过与试验结果及普通框剪结构的计算结果进行对比分析,对巨型框架结构的出铰次序、破坏机理及弹塑性阶段的力和位移反应进行了较系统研究.在试验研究和理论分析的基础上,结合前人研究成果并参考相关结构的设计方法,阐述了巨型框架结构的抗震设计原则,探讨了巨型框架结构的内力、位移计算方法并提出了具体的设计建议.