同传统的木结构、砖石结构和钢筋混凝土结构相比,钢结构具有强度高、自重轻、占空间体积小、抗震性能好、安装方便、工业化程度高等优点。在石油化工企业中,支撑设备、管道的框架、支架和管架多采用钢结构。然而在实践使用中得知,裸露钢结构耐火性能差,怕火烧,未加保护的钢结构在火灾温度作用下很快自身温度就达到五百度以上,使钢材的力学性能迅速下降,引起结构整体倒塌破坏,产生重大财产、人员损失及次生灾害。为了提高石化管廊钢框架结构耐火极限与整体抗火时间,减轻石化火灾损失与避免结构在火灾中整体倒塌造成人员伤亡及次生灾害,因此有必要对石化管廊钢框架结构的防火保护与抗火问题进行研究。钢框架结构防火保护主要包括防火保护计算方法与防火材料两方面。本文针对防火保护方法开展了较为深入的研究,并基于塑性极限分析理论提出一种钢框架抗火的数值计算方法,该方法在有限元的计算结果基础上进行迭代求解,能对钢框架结构火灾破坏进行全过程模拟分析。本文用Fortran语言编写了相应的计算程序,并用于单层单跨钢框架结构的抗火计算分析。本文首次把塑性极限分析理论下限定理应用到钢结构抗火设计中,本文方法简单、准确,考虑温度变化与约束对构件的作用,可以对火灾下结构的反应进行整体分析,能模拟实时跟踪火灾下结构的位移、内力及结构形式的变化,确定钢框架结构塑性铰出现次序、位置和结构所能承受的最终极限温度。这种方法较其他方法计算量大为减少,计算结果能指导防火保护工程,例如:重点针对关键薄弱构件加以保护,可弥补现有方法全部涂抹防火涂料和加保护层的不足,可为实际工程节约建筑成本,为钢结构抗火计算提供了一个新的方法,有助于解决石化工业管廊防火领域的性能化设计问题。