高温下钢框架结构将呈现与常温时不同的结构特性及变形过程。鉴于对钢结构进行火灾试验的设备及火灾试验本身费用较高，且试验条件与实际构件在结构中的受火特性相差甚远，故在一定的试验基础之上对高温下钢构件和钢结构进行高温反应的计算机程序模拟显得非常重要，这也是性能化防火设计的关键所在。过去的防火设计都是基于单个构件的，实际上构件层次的抗火设计方法始终无法反映结构层次中构件间相互作用对整体结构耐火性能的影响，钢结构抗火设计的最终目的是防止整个结构在火灾条件下发生整体倒塌。因此进行结构整体抗火响应分析设计成为钢结构抗火的研究课题之一。 然而，不均匀的温度分布以及钢材高温性能的复杂性和离散性在一定程度上加大了钢结构非线性分析的难度。因此，选取恰当的应力一应变模型及钢材的力学性能是进行防火设计的关键，或是在现有的钢材本构模型基础之上建立便于理论分析和实际应用，且更能反应钢材高温特性的数学模型也显得日益迫切。 本文在查阅大量的文献及借鉴他人的研究成果基础上，主要研究工作有下面四个部分：第一，根据现有的有防火及无防火保护层钢构件温度增量计算公式，提出求解火灾中钢构件温度的四阶龙格一库塔法的具体思路；第二，对比高温下不同材料模型的力学性能、常温及高温下不同连接模型的力学特性，并椐此选择恰当的材料模型及连接模型：第三，根据虚功原理推导了考虑半刚性连接的高温下平面框架非线性分析的全量变刚度法相关公式；第四，计算了常温和高温下刚性连接和半刚性连接钢框架结构的响应，考虑了高温连接刚度、梁柱刚度比、钢材屈服强度、弯曲应变、初始弹性模量等因素对结构响应的影响，并且分析了温度步长、保护层厚度对结构耐火时间的影响。