钢框架支撑体系是钢结构建筑的一种重要的结构形式,是一种具有良好抗侧能力的结构形式。对于钢框架支撑体系来说,支撑的布置对结构的整体抗侧刚度具有重要影响。同时,钢框架梁柱节点是结构设计的重点,工程中习惯把梁柱节点简化为刚接或铰接,然而实际的节点总是介于刚接和铰接之间,具有半刚性。不同类型的节点具有不同的连接刚度,其对结构的整体性能影响也不同。目前,国内外学者已经就支撑的布置对钢框架侧向刚度的影响进行了部分研究,但是大多数研究没有考虑钢框架的空间效应和梁柱节点的半刚性,因此有必要对空间钢框架支撑体系进行深入研究。本文将着重分析支撑布置和梁柱连接的转动刚度对空间钢框架结构的性能影响。使用多尺度有限元技术建立有限元模型,探讨钢框架支撑体系在受到空间荷载作用时,其强弱轴平面支撑布置形式和梁柱节点类型对其整体结构性能的影响。主要工作如下:(1)介绍了多尺度有限元技术的连接原理和方法,并用有限元分析软件ANSYS建立其实体单元模型和多尺度模型,通过对比两种模型的计算结果来验证多尺度建模方法的有效性。(2)采用梁单元、实体单元、多尺度技术三种不同的方法建立空间钢框架支撑体系有限元模型。对比分析三种有限元模型的计算结果,得知多尺度框架模型可以有效的模拟框架节点处的受力性能和节点的半刚性。计算所需时间比实体单元模型少,能显著提高计算效率。(3)简要介绍课题组所做的空间钢框架支撑体系试验研究,用多尺度有限元方法建立试验钢框架支撑体系有限元模型,将有限元模型的计算结果与试验结果作对比分析证明了多尺度模型建模方法可行性。(4)运用多尺度方法建立三层空间钢框架支撑体系有限元模型,通过对比分析讨论了空间钢框架支撑体系在受到空间荷载作用下,强弱轴平面支撑布置形式对空间钢框架的性能影响。(5)运用多尺度技术建立四个弱轴梁柱连接形式不同的空间钢框架支撑体系有限元模型,分别对模型进行空间加载,探究空间钢框架支撑体系的强弱轴耦合效应以及梁柱连接类型对空间框架支撑体系整体性能的影响。