上海中心塔楼建筑高度632m，结构高度574m，采用了“巨型框架-核心筒-伸臂桁架”抗侧力结构体系，为钢、混凝土组合结构；结合建筑功能，沿塔楼竖向共布置了8道加强层，属于B级复杂高层建筑。　　 本课题以上海中心超高层建筑为研究背景，采用有限元法，对塔楼结构体系的受力性态、抗震性能以及结构设计中的部分关键问题做了详细的研究，分析结果与工程实践相结合。本文的研究工作可分为以下几个部分：　　 1、针对塔楼在重力荷载和水平荷载作用下的受力特性以及变形特点进行了分析。对重力荷载的传递路径以及分配规律进行了研究，尤其是对环带桁架抗扭问题做了详细研究。比较了风荷载、小震和中震下，塔楼受力和变形的特点；对层剪力、倾覆力矩在各抗侧力体系中的传递与分配规律以及加强层的受力进行了详细分析。结合塔楼有害层间位移角，对超高层建筑层间位移角限值进行了讨论。　　 2、针对塔楼抗侧力结构体系组成进行了剖析，对塔楼抗侧力结构体系中的关键参数进行了比较。结果表明：1)巨型柱轴向刚度与塔楼整体抗侧刚度直接相关；2)核心筒壁厚增大对塔楼整体抗侧刚度提高有限；3)增大环带桁架刚度对塔楼整体抗侧影响较小；4)对伸臂桁架的工作机理进行了讨论，并通过对伸臂桁架的位置、数量和刚度进行对比表明，目前上海中心6道伸臂桁架布置为较优的方案。　　 3、归纳总结了世界部分超高层建筑用钢量现状，对影响超高层建筑用钢量的影响因素进行了讨论。针对上海中心结构用钢量进行了优化分析，表明巨型柱是结构优化的主要对象，对巨型柱优化提出了多种方案，相比原设计，巨型柱用钢量有较大幅度的减小。　　 4、针对塔楼中的关键受力构件--SRC巨型柱的截面选型、承载力性能进行了研究。对巨型柱截面选型做了讨论，并与类似工程中SRC柱进行了比较；从结构概念角度，对巨型柱的受力性态进行了简化分析，并选择了轴压比最大的巨型柱，采用ABAQUS实体单元对其做了延性性能分析，结果表明，上海中心巨型柱在轴压比达到0.6时，延性系数为2.81，说明在高轴压比下，巨型柱有较好的延性性能。　　 5、针对SRC组合柱的承载力验算方法进行了讨论，将《钢骨规程》法与纤维单元法的N-M承载力相关曲线进行了对比，并采用实体单元做了验证，结果表明：《钢骨规程》法与纤维单元法的计算结果吻合较好，与实体单元结果相比，有一定的安全度。分别采用《钢骨规程》法与纤维单元法对上海中心巨型柱承载力进行了校核，结果表明：巨型柱承载力满足结构受力要求。　　 6、采用弹塑性时程分析方法，对上海中心塔楼在大震作用下的抗震性能进行了详细研究。对弹性与弹塑性模型的塔楼基底剪力和顶点位移时程以及层间位移角分布进行了比较；探讨了结构的塑性损伤发展过程，对塔楼主要构件的塑性损伤程度进行了分析，并与塔楼抗震性能化目标做了对比。结果表明：上海中心在大震下的抗震性能能够满足既定的目标。　　 本文获得的研究成果及结论，对于类似超高层建筑的结构方案选型以及初步设计阶段的参数化研究提供了依据，同时，计算结果有助于上海中心结构的抗震深化设计。另外，本文的分析方法以及经验，可为类似的单元数量大、结构体系和构件类型复杂的工程分析提供借鉴。