充气膜结构因其质量轻、抗震好、施工便捷、绿色环保、造型柔美等优点已被国内外广泛采用，其中矩形充气膜结构最为常见。目前，充气膜结构的研究主要集中在常温态的静力、动力性能分析方面，火灾作用下结构力学响应行为的研究及火灾危险性评估涉及甚少。本文采用基于场模拟的流体力学软件FDS和有限元分析软件ANSYS对矩形充气膜结构火灾下膜面温度场分布特性、室内烟气流动规律及结构力学响应行为等进行数值分析，其结果可为类似工程提供参考。首先，本文选择场模拟法对矩形充气膜结构进行火灾数值分析，考虑使用功能的不同，设置仓库火灾和公共建筑火灾两大类火灾场景。得出不同火源功率、不同火源位置下仓库火灾膜面热环境温度场分布特性，并根据温度场沿纵、环方向分布的均匀性将膜面温度按区域进行简化；根据烟气流动规律对不同通风口位置下公共建筑火灾进行危险性评估，结果表明：风扇及疏散门打开，室内及膜面热环境温度显著下降，热烟气上浮力增加，局部烟气层高度提高，但室内整体能见度下降。其次，选取较不利的火灾工况进行瞬态热分析，得出膜截面及加劲索截面的升温曲线。最后，根据膜材及索材升温曲线，选取火源功率Q=10MW的火灾工况对充气膜结构进行火灾响应分析，分别探讨了不同火源位置、不同保温层厚度及不同索网布置形式下结构的应力、位移、基础锚固力等力学特性的变化规律，并得出有益结论。