钢管混凝土结构是一种介于钢结构和钢筋混凝土结构之间的一种新型结构形式,随着钢管混凝土构件在桥梁、高层及超高层建筑等工程中的应用日益广泛,火灾带来的风险急剧增加,因此对钢管混凝土柱在火灾下的热响应行为进行研究具有重要意义。热辐射传热除了在钢管外表面与火焰之间进行热传递时占主导地位外,在钢管混凝土柱交界面传热时也有不可忽视的影响,因为钢管混凝土柱接触面不完全接触会产生接触热阻,进而影响其热响应行为。近年来有多位学者对钢管混凝土柱界面接触热阻进行了数学建模分析,结果表明材料表面热辐射率是影响接触热阻其中一个重要因素,但是少有学者从热辐射率的角度对钢管混凝土柱在火灾下的热响应行为进行研究,因此进行火灾下钢管混凝土柱的热辐射特性研究很有必要。本文针对钢管混凝土柱在火灾高温环境下的热辐射特性进行研究,主要包括钢管混凝土柱表面热辐射率的测试以及其在火灾下热响应行为分析,具体研究内容和取得的主要结论如下:(1)基于传热学相关理论知识,对火灾高温环境下钢管混凝土柱热响应行为的影响因素进行理论分析,结果表明获得钢管、混凝土材料表面热辐射率这一参数的温度相关性显得尤为重要。(2)利用红外热像仪对火灾高温环境下的钢管和混凝土柱等三种典型试验件进行测试,得到三种典型试验件在不同温度下的材料表面热辐射率,并利用试验数据分析处理,获取了三种典型试验件的温度-热辐射率关系曲线及拟合公式,结果表明所得公式均满足传热学基本原理。(3)提出火灾下钢管混凝土柱热响应行为建模过程中几个关键性问题的解决方法,完成数值模型建立。引入接触热阻非线性模型以及试验所得到的火灾高温下钢管混凝土柱典型试验件温度-热辐射率拟合关系,对火灾下钢管混凝土柱的热响应行为进行数值模拟,得到了相应的温度场分布规律,并分析了钢管混凝土柱外表面热辐射率、火焰温度和火焰黑度等因素对火灾下钢管混凝土柱热响应行为的影响。(4)上述研究结果表明,钢管混凝土柱表面的热辐射率对其火灾下热响应行为影响显著,表面热辐射率越小,结构的防火性能越佳;火焰温度也是影响防火性能的一项重要指标,不同温度火焰下的构件热响应特性有所不同;火焰黑度在0.7到0.9的范围内对火灾下钢管混凝土柱结构的整体热响应行为特性没有太大影响。