近年来大跨度公共建筑中大量采用空间结构,其中巨型网格结构由于其优越的受力性能成为空间结构的形式之一。但由于这种结构的主要承重构件多为钢材,火灾高温对钢材的性能影响显著。因此对巨型网格结构进行火灾下受力性能分析以及对结构防护加固具有十分重要的意义。本文选取柱面巨型网格结构为研究对象,以有限元理论为基础,利用ANSYS有限元软件分析巨型网格结构在火灾下的位移特征、内力变化规律以及防护措施。主要内容如下:首先利用大空间火灾空气升温曲线分析柱面巨型网格结构温度场的分布规律,以此来确定非均匀温度场的分区。然后分别对结构进行均匀温度场和非均匀温度场的火灾全过程分析。结论为整体结构的变形在火灾初期呈向上膨胀,后期由于火灾升温钢材的弹性模量和屈服强度降低结构发生软化现象。均匀温度场作用下拱向下弦位于结构中心的杆件、纵向桁架支座处的上弦杆和下弦杆将可能成为抗火承载力的控制杆件;非均匀温度场作用下控制杆件可能出现在支座处的拱向上弦杆和纵向上、下弦杆。通过考察火灾高温下结构的不同参数(矢跨比、跨度、大网格尺寸、杆件截面、边界约束以及子结构是否参与协同承载)对极限耐火时间和极限位移的影响规律,得到柱面巨型网格结构在抗火设计时,应该注意矢跨比的选择,控制合适的跨度,选择适宜的大网格尺寸,控制钢管壁厚,合理布置边界约束可有效降低结构在火灾高温下的过大变形,从而提高结构的抗火承载能力。分析不同火源模型在非均匀温度场作用下对柱面巨型网格结构的弹塑性极限承载能力的影响以及初始缺陷对结构弹塑性承载能力的影响程度,得到当火源处于结构中心时,结构的极限承载力下降加快;当火源靠近结构边缘时,结构的极限承载力下降缓慢,耐火时间增大;当施加的荷载略高于设计荷载时,初始缺陷达到S/300时结构的承载能力下降了25%。根据结构在极限时刻的屈曲模态总结归纳屈曲杆件的分布位置和结构的抗火薄弱部位为火源正上方区域。依据柱面巨型网格结构在火灾下的受力性能制定三种喷涂防火涂料方案,并且评估三种方案的抗火性能。从施工和经济的角度出发,方案三涂抹杆件数量少,且最大化提高结构的安全容留度。