冷成型钢房屋建筑结构具有可循环利用、节材、节能、环保、施工速度快、易于产业化等特点,大力发展和推广冷成型钢结构住宅体系成为我国推进住宅结构产业化的重要方向。将低层冷成型钢房屋建筑结构体系拓展至多层结构,除需符合结构竖向承载及抗侧性能相关要求外,尚需满足更为严格的结构抗火要求及火灾后力学性能评价。本文开展了国内常用冷成型钢高温后力学性能试验研究以及冷成型钢龙骨短柱高温后轴压性能数值模拟研究,提出相应的预测公式用于火灾后力学性能评价,主要内容如下:(1)冷成型钢高温后力学性能是进行冷成型钢结构火灾后性能评估的重要参数。与此同时,钢材高温后屈服强度开始下降的关键热处理温度以及钢材高温后屈服强度低于名义值的关键热处理温度对于钢结构火灾后力学性能评估具有特别意义。本文选取常用的1.0~1.9mmQ345冷成型钢以及0.75~1.0mmG550冷成型钢完成了230次高温后力学性能试验研究。利用环境箱对钢材试件进行批量热处理,通过在环境箱中设置防护隔离,避免了因加热元件的直接热辐射作用可能导致的钢材试件表面的温度不均匀情况。还通过MTS 653高温炉对单个试件进行热处理,以准确获取材料屈服强度发生变化的关键温度点并分析其变化特征。此外,分析了钢材高温后的表观特征,考察了钢材厚度、类型等因素的影响。试验结果表明:厚度对其火灾后力学性能(弹性模量、屈服强度、极限强度)折减系数的影响一般在0.10以内;Q345冷成型钢高温后屈服强度退化的两个关键温度都明显高于G550冷成型钢;相近厚度及屈服强度值的冷成型钢力学性能折减系数存在差异,基于此,提出了相应的钢材高温后材性预测方程。(2)基于上述冷成型钢高温后力学性能试验研究提供的材性参数,进一步研究均匀温度分布和非均匀温度分布的冷成型钢龙骨短柱的高温后局部屈曲极限承载力,采用CUFSM有限条法和ABAQUS有限元法进行数值模拟,验证现有规范中常温局部屈曲计算公式的适用性,包括AISI规范中的直接强度法、有效宽度法及中国规范GB50018-2002有效宽度法,并提出相应修正方法。数值模拟分析表明:现有直接强度法预测均匀温度分布及非均匀温度分布的冷成型钢龙骨短柱的高温后局部屈曲极限承载力的离散性较大,提出了相应的调整系数,调整后的直接强度法预测准确度明显提高。AISI规范的直接强度法、有效宽度法,中国规范GB50018-2002有效宽度法相较而言,中国规范有效宽度法预测最为保守,且离散性最大。本文创新点如下:(1)开展细致的冷成型钢高温后力学性能试验研究获得Q345及G550冷成型钢高温后材性退化临界温度,即钢材高温后屈服强度开始下降的关键热处理温度以及钢材高温后屈服强度低于名义值的关键热处理温度,排除以往研究根据其他温度工况结果线性插值造成误差的可能性。(2)提出了基于直接强度法的非均匀温度分布的冷成型钢龙骨立柱高温后局部屈曲预测方法。