钢结构的高温敏感性及石化原料及产品的高燃烧值给石化钢框架装置的抗火设计提出了很多新的问题,近年石化行业频发的安全事故使设计和建设单位更加重视石化钢框架装置的抗火研究。尤其高温下的材料非线性等复杂力学问题使抗火实践受到限制,本文利用塑性极限上限法对几种常规形式的管廊结构做了整体破坏分析研究。分析从结构可能的破坏结果出发,列举结构可能的破坏机构,验算各破坏机构所对应的极限荷载(外荷载或温度),找出所有极限荷载中的最小值,则视其为结构的极限荷载对应的破坏机构即为结构的最终破坏形式。这种分析方法回避了复杂的非线性力学分析,大大降低了计算难度、减少了计算量。通过算例与ABAQUS有限元分析对比,证明该方法简单、实用。应用本方法对兰州石化钢框架结构进行抗火验算,通过对防火保护方案的优化与传统“处方法”以及外商专利法比较,防火性能也满足性能化分析给出的抗火要求,如用本文方法实施抗火保护,可减少经费。本文对结构破坏机构的列举仅限于简单钢框架结构,当结构形式为多层多跨时可以借助线性规划数学方法,通过计算机编程对破坏机构进行组合,求解外载极值。这种将塑性极限上限法与线性规划方法结合应用于钢框架结构的抗火设计分析,经验证是有效和实用的,能较大简化钢框架结构抗火设计分析。本文参与了兰州石化乙烯管廊钢框架结构的抗火设计分析,给出了具体的优化过程和论证结果。