钢框架结构作为一种重要的承重结构体系，广泛应用于住宅、办公、娱乐等公共建筑。由于钢结构本身的特性，使得钢结构的稳定性成为一个突出的问题，丧失稳定一直是钢结构发生灾难性破坏的主要原因之一。因此，结构稳定性分析成为钢结构设计中的一个重要环节。本文通过对钢框架结构整体稳定性能进行研究以探讨其失稳破坏模式及影响结构整体稳定性的因素，为钢框架结构的设计提供依据。本文首先对南京某高层住宅建筑方案进行结构设计，确定结构布置方案及构件截面尺寸。运用有限元软件ANSYS对该高层钢框架结构进行特征值屈曲分析，通过线性屈曲系数和屈曲模态，得到了非线性屈曲的荷载上限和结构屈曲形状。同时考虑几何非线性和材料非线性，选择相应的计算方案和迭代技术，对该结构进行整体稳定性的全过程分析，得到其荷载-位移曲线和极限承载力大小，分析结构从初始加载到结构整体失稳过程中刚度的变化发展情况和构件的塑性发展过程以及极限荷载下结构的破坏形式，结果表明高层钢框架结构极限承载力较高，延性较好。另建立多个模型对影响结构整体稳定性的主要因素进行了分析，主要包括结构框架柱截面尺寸、高宽比、不同抗侧力体系、楼层高度等。结果表明，框架柱截面尺寸对结构极限承载力具有显著影响，增大柱截面尺寸提高了结构水平方向的抗侧移刚度，减小了结构在相同荷载水平作用下的侧移，结构的极限承载力显著提高；结构随着高宽比的增加，结构的极限承载能力逐渐降低，且极限荷载下结构最大位移明显增大；结构设置横向支撑能够显著提高其极限承载力，且能很好的控制结构的侧向位移，设置纵向支撑意义不大；随着层高的增加，结构抗侧刚度减小且相同荷载水平下结构位移增大，极限承载力显著降低。结构设计中应将高宽比、构件截面尺寸、楼层高度控制在合理范围内以保证结构整体稳定性，兼顾工程安全及经济要求。根据计算过程中遇到的各种问题及解决方式，对钢框架结构非线性整体稳定性分析给出了建议，比如加载大小、荷载水平的选取、求解器的设置以及网格精度划分的考量等。对同类结构的非线性稳定分析有一定参考价值。