众所周知,钢管混凝土叠合结构在高层建筑和工业厂房中得到越来越多的应用,而目前有关规范对钢管混凝土叠合结构抗火设计和火灾后评估方法尚无专门的规定。因此对钢管混凝土叠合结构的耐火性能(包括火灾下和火灾后性能)的研究亟待开展。深入研究全过程火灾作用下钢管混凝土叠合结构的性能,是进行科学的抗火设计和火灾后性能评估的基础。本文以工程中典型的钢管混凝土叠合柱和钢管混凝土叠合柱-RC(钢筋混凝土)梁节点作为研究对象,其中钢管混凝土叠合柱为外方内圆截面,对此类结构在受力全过程和受火全过程作用下的工作机理进行了系统研究。主要研究工作如下:1.进行了钢管混凝土叠合柱在荷载和全过程火灾共同作用下的力学性能试验研究。试验参数包括构件截面尺寸、荷载比、升温时间比等。通过试验,研究了钢管混凝土叠合柱的耐火极限、火灾后剩余承载力、破坏模态、温度分布、结构变形等的变化规律。考虑箍筋约束混凝土性能及混凝土降温阶段性能的变化,建立了钢管混凝土叠合柱有限元分析模型,有限元分析模型计算结果得到试验结果的验证。2.进行了钢管混凝土叠合柱-RC梁节点在荷载和全过程火灾下的力学性能试验研究。试验参数包括梁截面尺寸、柱荷载比、梁荷载比和升温时间比等。研究了该节点的耐火极限、火灾后剩余承载力、破坏模态、温度分布、节点变形等变化规律,明晰了节点在全过程火灾作用下的力学性能。3.建立了钢管混凝土叠合柱-RC梁节点在荷载和全过程火灾作用下的有限元分析模型。采用有限元分析模型,对荷载和全过程火灾作用下该节点的工作机理进行分析,研究了该类节点的温度场分布、破坏形态、变形特点、应力和应变分布、截面内力重分布、节点的弯矩-梁柱相对转角关系的变化规律等;研究了混凝土爆裂、界面性能以及施工方式的对节点性能的影响。4.对荷载和全过程火灾共同作用下钢管混凝土叠合柱-RC梁节点的弯矩-相对转角关系的影响参数,如升温时间、柱荷载比、梁荷载比、截面含钢率、材料强度等进行了分析。得到了不同参数时该类节点在荷载和全过程火灾作用后的剩余转动刚度系数、剩余承载力系数和变形系数,给出了剩余刚度系数、剩余承载力系数和变形系数的确定方法。