随着城市人口的增加,楼房高度在不断增长,结构承受的水平、竖向荷载和倾覆力矩越来越大。同时,现代建筑对内部使用空间提出了更高的标准,楼内用于展览、文娱等活动场所。为了适应建筑新形势,满足上述各项要求,巨型框架体系应运而生。超高层巨型钢框架结构在工程中应用日益增多,通过优化结构形式改变其抗震失效模式,进而显著提高抗震性能显得尤为重要。本文研究超高层巨型钢框架结构失效模式分析和改善方法,从而提高结构整体抗地震倒塌的能力,主要研究内容如下:1.设计了一个超高层巨型钢框架结构,通过改变其巨型梁的布置位置以及巨型梁的梁高,得到相应的另外两个超高层巨型钢框架结构。2.采用有限元软件对三个超高层巨型钢框架结构进行pushover非线性弹塑性分析。由于在固定荷载作用下,结构的失效模式是一定的,从而得到三个结构各自的失效模式。比较不同结构失效模式下的最大基底剪力和最大层间位移角,同时考虑模型在pushover分析中屈服的普通支撑数量,找出具有最优结构构造形式的巨型钢框架结构。3.将最优巨型钢框架结构中的失效普通支撑替换为防屈曲支撑,对其进行pushover分析,得到新的结构失效模式,与原最优巨型钢框架结构的失效模式进行比较。不断重复该过程,从而不断优化巨型钢框架结构的失效模式,使结构的整体抗震能力得到提高,直到结构所有支撑均采用防屈曲支撑,得到一系列结构,其中包括一个最优结构。4.针对pushover分析中得到的一系列优化之后的结构,采用两条地震波,逐步提高地震波的峰值加速度,进行非线性时程分析。根据形成机构和位移超限的破坏准则,得到结构在地震波作用下的整体抗震能力。通过比较各个结构的整体抗震能力,验证pushover分析结果所得最优结构的整体抗震能力。本文分析结果表明:增大巨型梁高更能有效地提高结构抗震能力;部分采用防屈曲支撑改变了巨型钢框架的失效模式,不仅提高了结构弹性极限能力,而且使得抗震性能得到明显的改善。通过逐步将失效支撑替换为防屈曲支撑,得到具有最优经济性能和抗震性能的超高层巨型钢框架结构。