目前,关于地下空间结构混凝土顶板的耐火性能方面研究成果很少。地下空间结构混凝土顶板的上部经常有大量覆土,覆土可导致高温下混凝土顶板板面的热边界条件与建筑结构中混凝土楼板的明显不同,而且地下空间结构混凝土板的含水率通常高于后者、高温下更容易爆裂。这会导致地下混凝土结构顶板的耐火性能表现出与普通混凝土楼板明显不同的特性。21世纪,伴随着地下空间结构的不断开发应用,地下空间结构混凝土顶板的耐火性能研究对当前地下结构防灾减灾领域研究具有重要意义。本文采用试验研究和有限元模拟相结合的方法对地下空间结构混凝土顶板的耐火性能进行研究,进行了4块混凝土板在标准火灾下的恒载升温试验及受火后静载性能试验,并利用有限元软件对火灾下混凝土板的耐火性能进行数值模拟与分析,主要研究工作有:(1)通过对混凝土板进行标准火灾下的恒载升温试验,考察了混凝土板面是否覆土、楼板的边梁是否受火及是否发生竖向变形对混凝土楼板耐火性能的影响。结果表明:混凝土板面覆湿土会降低板内混凝土及钢筋温度,但覆湿土后混凝土板底更易发生爆裂,导致其耐火极限降低11.5%;混凝土板边梁不受火且无竖向位移时,其耐火性能优于边梁受火且发生竖向变形的混凝土板,耐火极限提高9.7%。(2)对受火后混凝土板进行静载试验,分析了试验参数对受火后混凝土板的刚度和极限承载力的影响情况。结果表明:火灾下混凝土板最大挠度为142.75mm,冷却后残余挠度为97mm,塑性变形比例为68.0%;表面覆湿土的混凝土板底部发生爆裂,导致构件的刚度弱化,极限承载力降低10.1%。(3)使用ABAQUS有限元软件对火灾下混凝土板的温度场及耐火性能进行数值模拟,结果表明模拟结果与试验结果吻合良好。利用有限元模型对混凝土板的耐火性能进行参数分析,结果表明:荷载比越小、跨度和板厚比越小、混凝土强度等级越高以及有边梁约束的混凝土板的耐火性能越高。