轻钢结构住宅体系是绿色建筑常选用的一种结构体系,其形式多为密柱密梁的框架,一般用于三层或三层以下的低层建筑,具有轻质高强、施工速度快、可实现标准化和产业化等特点,在当前加快新农村建设的背景下,为促进低层轻钢住宅推广,提出了一种创构抗震性能优良且造价低的带支撑框架的新方法,将其应用于轻钢住宅中以提高抗震性和经济性。该方法综合利用多种技术手段,包括非线性时程分析、等效静荷载、BESO(双向渐进结构优化)算法、APDL(ANSYS参数化设计语言)等,主要做了以下工作:首先,采用位移等效的方式获得地震作用下的等效静荷载。根据规范要求,建立柱间距为0.6m和1m的四榀一层、二层、三层轻钢纯框架,分别对这些轻钢纯框架进行七度罕遇、八度罕遇下的非线性动力时程分析,再根据时程分析得到的最大位移响应进行静荷载等效,获得各轻钢框架在不同烈度地震作用下的水平等效集中静荷载。结果表明:四榀纯框架轻钢结构无法满足层间位移角限值要求,可根据地震效应产生的最大水平位移找到对应等效集中静荷载。其次,根据等效静荷载进行拓扑优化。该优化以应力均匀化为目标,单元为设计变量。优化中将水平等效荷载与竖向均布荷载进行组合,作为拓扑优化的荷载条件,利用BESO方法对一榀密柱框架进行支撑分布的拓扑优化。最终得到一种适用于低层轻钢住宅的应力分布均匀且抗震性能优良的带支撑框架。结果表明:BESO优化所得的框架应力均匀、支撑高效合理;框架在抵抗水平力时,支撑布置形式会在某一最佳结构形式附近徘徊。再次,对优化所得结构形式进行了动力学性能的检验。以顶点水平位移和层间位移角为性能指标,通过非线性动力时程分析,比较了BESO优化所得带支撑框架与利用结构概念设计的带支撑框架、纯框架的抗震性能,并验证BESO优化所得的带支撑框架应用于轻钢住宅后的抗震性能。结果表明:与纯框架、概念设计的带支撑框架相比,BESO优化得到的带支撑框架的抗震性能优越,经济性高;四榀带支撑框架组成的轻钢住宅可以很好的满足层间位移角限值要求。最后,提出了保证结构性能的前提下,提高经济性的支撑布置方案。减少轻钢住宅中带支撑框架的数量,改变带支撑框架的布置位置,以得到抗震性能优良且经济高效的轻钢住宅框架。结果表明:通过减少带支撑框架数量,并合理布置带支撑框架位置,可达到经济、高效、安全的要求。