钢框架结构具有强度高，塑性、韧性好，重量轻，特别适合于动力荷载下工作的特点，在实际工程中钢框架结构得到越来越广泛的应用。目前，钢框架的静力稳定理论及设计方法都已趋于完善，但对钢框架的动力稳定性研究还很少，相应的理论和试验研究尚未充分发展。地震作用下框架结构动力稳定性研究是框架结构的“防倒塌”抗震设计的理论依据。因此，对框架动力稳定性的研究并建立相应的动力稳定判断准则具有较重要的理论价值和工程实用价值。 本文主要是对地震作用下单层钢框架的动力稳定性进行研究。主要研究工作为： 第1部分．按不同的轴压比和长细比精心设计15种进行地震作用下动力稳定性研究的单层钢框架。给出了单层钢框架体系的总体尺寸及特性参数，为单层钢框架进行ANSYS有限元非线性静力及动力分析提供了建模数据。 第2部分．介绍了美国学者关于单层钢框架双线性水平力与位移之间的关系提出的两种理论，即未修正理论和修正刚度理论。他们都没有考虑P-Δ效应对框架柱截面塑性弯矩的影响。基于国内外学者对单层钢框架结构的分析，本文提出了单层钢框架考虑P-Δ效应的修正框架柱截面塑性弯矩的双线性水平力与位移之间的关系。应用有限元弧长法对单层钢框架进行非线性静力分析，绘制了不同跨度的单层钢框架在单调静力作用下的骨架曲线，从图中可以得出框架的跨度对骨架曲线无影响。通过把骨架曲线与美国学者的两种双线性理论曲线及修正截面塑性弯矩的双线性理论曲线的对比分析，可知修正截面塑性弯矩的双线性水平力与位移之间的关系与实际更相吻合。 第3部分．首先基于NONLIN(单自由度体系进行动力分析的一种应用软件)对单层框架进行了动力分析，NONLIN可以方便快捷地获得结构考虑P-Δ效应影响的动力失稳临界谱加速度值，为结构进行更细致的ANSYS有限元动力分析提供可借鉴的谱加速度值。通过NONLIN绘制了单层钢框架的滞回曲线。在此基础上，采用ANSYS对单层钢框架进行动力稳定性研究，其中应用了APDL高级参数化设计语言，编制了给框架结构施加地震波的命令流，给出了ANSYS操作的关键步骤，最后绘制了四种曲线，即位移与时间的时程曲线，恢复力与位移的滞回曲线，相平面轨迹曲线，能量与时间的时程曲线。这些曲线可以作为确定单层钢框架动力稳定判断准则的依据。 第4部分．基于对已有单自由度体系动力稳定性的判断准则的总结基础上，通过对上述四种曲线的分析，提出了三类单层框架结构动力稳定性的判断准则，即时域稳定判据，相平面轨迹稳定判据及能量稳定判据。 第5部分．主要进行了单层钢框架动力稳定性控制参数的分析。首先将实际工程中习用的弹塑性位移的计算方法与抗震设计规范的要求及单层钢框架体系动力失稳状态的弹塑性位移列出相比较，可得与框架轴压比有关的框架极限弹塑性位移的实用计算方法及“防倒塌”的设计建议，应用该方法作到了既科学合理又安全实用。此外，本章还讨论了单层钢框架的控制参数之间的关系，绘制了稳定参数与临界谱加速度、刚度比及延性系数之间的拟合曲线及延性系数与临界谱加速度、刚度比及动力延性系数之间的拟合曲线，给出了相应的拟合曲线的公式。从曲线中总结出框架结构体系所具有的一般规律，为框架的抗震设计提供了依据。 本文的研究为深入研究多层钢框架结构的动力稳定性奠定了基础，对建立科学、合理的框架结构“防倒塌”抗震设计原则具有重要的参考价值。