复杂高层建筑在建筑布局和结构体系上具有复杂性,结构抗震是该类复杂结构设计的核心问题。现阶段,我国规范的抗震设计思路主要面向规则结构,尚无法充分满足存在明显薄弱部位的复杂高层结构的设计需求,为此有必要针对该类结构开展抗震设计方法的专题研究,进一步探索更加简明、高效和普适的抗震设计方法。本文以上述问题为出发点,开展了基于预设屈服模式的复杂高层结构抗震设计研究工作,主要研究内容和成果如下:1、基于《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3-2010中复杂高层建筑结构的分类原则,总结了该类结构的震害结果、破坏机制和国内外研究进展。简述了我国传统抗震设计到抗震性能化设计的发展历程。总结了现阶段我国规范抗震设计方法存在的问题,分析表明:复杂高层建筑结构的抗震性能有待开展更深入细致的研究工作,以确保实现结构抗震性能化设计目标。2、为解决复杂高层建筑结构抗震设计面临的问题,提出了基于预设屈服模式的复杂高层结构抗震性能化设计方法(以下简称预设屈服模式设计方法)。给出了该方法的设计理念、设计流程以及关键参数说明。该方法可显著提高该类结构在设防烈度地震和罕遇地震作用下反应谱分析的计算精度,从而实现复杂高层结构抗震设计由不规则性控制到破坏模式控制的转变。3、以一栋205m的框架-核心筒结构为研究对象,分别采用规范常规设计方法、规范性能化设计方法和本文提出的预设屈服模式设计方法进行了结构设计,通过罕遇地震下的弹塑性时程分析对比了不同方法设计的结构的抗震性能,结果表明:(1)三种方法设计结构的薄弱部位均在结构底部;(2)规范方法和预设屈服模式设计方法均可以保证该结构的抗震性能且采用预设屈服模式设计方法设计的结构的屈服模式和预设结果一致,证明了该方法的可行性;(3)对比规范常规设计方法和性能化设计方法,采用预设屈服模式设计方法设计的结构底部薄弱部位最大层间位移角分别减小27.3%和15.4%,相较于规范性能化设计方法用钢量减少3.4%。4、基于上述研究,以一体型收进的复杂高层结构为研究对象,进一步论证本文所提方法对存在明显薄弱部位的结构的适用性。分别采用规范常规设计方法、规范性能化设计方法和预设屈服模式设计方法对该结构进行设计,罕遇地震作用下的弹塑性分析结果对比表明:(1)相较于规范方法,预设屈服模式设计方法有效提高反应谱分析的计算精度,更为真实反映结构内力分布;(2)规范常规设计方法设计的结构在薄弱部位的最大层间位移角为1/88;(3)规范性能化设计方法和预设屈服模式设计方法均可以提升结构的抗震性能,两种设计方法设计的结构在薄弱部位的最大层间位移角分别为1/94和1/112。5、针对上述体型收进结构,进行了不同预设屈服模式下结构的抗震性能对比分析,综合考虑罕遇地震下的抗震性能、材料用量以及屈服模式控制的可行性,重点分析了结构薄弱部位预设屈服顺序和程度的影响,研究表明:对于本文的体型收进结构而言,结构底部的抗震性能相比于收进部位更加容易保证。