随着我国经济的快速发展,高层及超高层建筑的数量与日俱增,钢板组合剪力墙结构因其承载力高、延性好、刚度大等优点而备受关注,构造形式也不断创新。桁架式多腔体钢板组合剪力墙是一种新型的钢板组合剪力墙,其外侧双钢板通过钢筋桁架相连,从而形成多个竖向连通腔体,内部浇筑混凝土,施工方便,在高层建筑中有着广阔的应用前景。然而,近年来高层建筑火灾频发,对结构安全造成严重危害,结构的抗火性能研究显得尤为迫切。为此,本文对桁架式多腔体钢板组合剪力墙的抗火性能开展了试验研究和数值模拟,揭示其在火灾下的升温规律和力学性能,并提出相应的抗火设计方法,具体工作如下:(1)对6片桁架式多腔体钢板组合剪力墙开展了ISO-834标准升温条件下的单面受火试验,主要考察桁架间距、钢板厚度、轴压比以及厚涂型防火涂料厚度对桁架式多腔体钢板组合剪力墙抗火性能的影响,揭示出火灾下桁架式多腔体钢板组合剪力墙的行为反应。通过试验获得了各试件的温度-时间曲线、轴向及侧向位移-时间曲线、变形特征和耐火极限。试验结果表明:无防火保护的4个试件均因隔热性失效而达到耐火极限;采用防火涂料保护的2个试件,耐火极限可达180min以上;防火涂料厚度对试件耐火极限影响显著,而轴压比、钢板厚度和桁架间距的影响有限。(2)利用有限元软件ANSYS对试件建立精确的有限元模型,通过热力耦合分析方法,对桁架式多腔体钢板组合剪力墙的抗火性能进行数值模拟,建立了各试件的温度场分析模型和耐火极限分析模型;并将有限元计算结果与试验结果进行对比,验证了数值模型的可靠性与正确性。(3)采用经验证的有限元模型分别对单面及双面受火两种工况下桁架式多腔体钢板组合剪力墙抗火性能的影响因素(防火保护层厚度、轴压比、高厚比、高宽比、墙厚、桁架间距、钢板厚度、钢材强度、混凝土强度)进行参数化分析。分析结果表明:在单面受火工况下,墙厚和防火保护层厚度是影响桁架式多腔体钢板组合剪力墙耐火极限的主要因素;在双面受火工况下,高厚比、墙厚、轴压比和防火保护层厚度是影响桁架式多腔体钢板组合剪力墙耐火极限的主要因素。(4)基于有限元参数化分析结果,回归出桁架式多腔体钢板组合剪力墙耐火极限和防火保护层厚度的简化计算公式;简化公式计算结果与试验及有限元分析结果比较接近,且简化公式形式简单,符合实用原则,可供工程实践参考;在此基础上给出了桁架式多腔体钢板组合剪力墙防火设计建议。