随着我国经济的发展，综合国力的增强，钢铁工业取得了飞速的发展。自1996年以来，我国钢产量年均在1亿吨以上，2003年更是达到了2亿吨，已稳居世界首位。但我国建筑用钢量的比例还比较低，这与我国作为三大支柱产业之一的建筑业是不相适应的。为此，国家有关部委制定了在建筑工程中推广使用钢结构的一系列政策措施，争取在“十五”期间建筑钢结构的用钢量达到总钢产量的3％，至2010年建筑钢结构的用钢量达到总钢产量的6％。1996年《中国建筑技术政策》(1996—2010)，以及2001年国家建筑钢结构产业“十五”计划和2015年发展规划纲要将发展钢结构建筑作为重点。2001年经国家经贸委批准，将“轻型钢结构住宅建筑通用体系的开发和应用”作为我国建筑业用钢的突破点，正式列入国家级重点技术创新项目，钢结构住宅引起社会各界广泛关注。 目前国内在多层(一般为7层以下)钢结构住宅建筑中常采用框架和框架支撑两种体系。这种结构的特点主要体现在：(1)采用轻质围护结构，恒荷载及地震作用小，基础形式简单；(2)采用新的设计理论、高强钢材、新结构体系，承重构件截面小、用钢量低；(3)具有生产、设计、施工一体化的特点；(4)外观造型美观轻巧，空间布置灵活。 为了配合我国住宅钢结构体系的发展，本文结合我国建筑规范与国内外的研究成果，通过工程实例计算，分析了常见多层钢结构住宅体系的静力和动力性能。得到了纯钢框架的结构基本周期特点、结构的自振特性，在常见荷载作用下结构控制内力随层数变化的特点和变形特点。这些研究对于了解钢框架结构体系的受力性能有很大的帮助。 由于钢框架结构的抗侧刚度相对较弱，所以通过有效的布置支撑，选择合理的支撑形式可以大大提高结构的抗侧刚度，改善纯框架结构的力学性能，且效果比较明显。本文通过分析和比较得出在住宅结构中最常用的结构形式，并对于采用不同支撑形式的住宅结构抗侧刚度进行了分析，并针对分析的结果，提出了支撑设置的建议。 对于钢框架结构本身相对较柔，地震和风是结构承受的主要横向作用。通常由于侧移和竖向荷载引起的结构构件内力已不能忽略，设计中需作弹性的二阶内力分析。虽然目前工程设计中仍在采用一阶弹性和塑性分析，但已有许多国家把二阶理论纳入了钢结构的设 郑州大学硕士学位论文计规范。在我国《钢结构设计规范》(GBJ17一88)中，.对钢框架进行整体结构分析没有明确规定所采用的方法。新的《钢结构设计规范》(GBSOO17一2003)对钢框架结构的分析方法计算作了规定，给出了一种二阶分析的近似计算方法。为此，本文第三章将结合四个框架模型，采用Ansys分析软件，分别对它们进行了一阶和二阶弹性内力分析，并通过与新规范所推荐公式的计算结果对比，分析了在现行规范中近似公式应用的合理性条件，并分析二阶效应对住宅类钢框架的影响，从而对住宅类钢框架的结构分析和设计提出一些建议。 在横向作用下，竖向荷载在水平荷载引起的侧移上产生的二阶效应将使得结构底部的总剪力和倾覆弯矩增加。而由于P一delta效应使得结构抗侧刚度的减弱又加大了结构总的水平位移。在结构设计中，结构构件按弹塑性进行设计或考虑地震作用时，结构的梁柱受力经常处于非弹性阶段。与弹性阶段相比，这时P一delta效应引起的横向位移使结构更加不利，当变形过大时，P一delta效应往往会引起整个结构的倒塌。现行钢结构设计规范中虽然已经推荐了近似简化的计算方法，来考虑这种二阶效应。但规范的方法仅限于弹性范围内的使用。然而，P一delta效应在非弹性阶段对于结构的极限承载力起着更加关键的作用。本文的第四章应用有限元软件Ansys对于钢框架结构的二阶弹塑性分析。建立考虑钢构件几何缺陷和残余应力分布塑性区模型，并通过经典算例验证模型的准确性。本文进一步利用二阶塑性区钢框架模型，分析研究了常见的几种非线性因素对于钢框架极限承载力的影响，给出了一些初步的分析结论。