随着建筑行业逐渐向环保,轻量化和便捷化方向发展,钢结构以及型钢混凝土结构大量应用于工业和民用建筑当中。由于钢材耐火性差这一局限性,使得结构发生火灾后稳定性得不到保障,从而钢结构的抗火设计成为结构安全评估的重要工作。上个世纪90年代,钢结构火灾造成的惨重损失引起学者们广泛关注,编制钢结构抗火设计规范成为各国重要任务,学者们开始对钢材在高温下的各项性能进行系统的研究,但更多的是对独立构件的耐火性能进行试验分析,而在试验中总结出的抗火设计方法在实际中作用并不是很明显,于是学者们又将重心从试验方法转到计算方法,但是还是基于独立构件。以上两种途径得到方法都是保证独立构件在火灾中有足够的富余来保证整体结构的稳定性。随着更多的火灾案例和数据的出现,种种现象用以往的设计方法无法解释,研究人员发现基于脱离整体的独立构件得到的方法与实际火灾情况有很大差距,于是近几年来钢结构抗火研究更多的是建立在整体结构上。本文基于前人的研究并利用数值模拟软件进行了以下工作:(1)研究国内外钢结构研究历史和研究现状,利用更便捷的,更贴近现实情况的计算理论进行温度场计算。(2)基于“约束钢梁”建立了H形的子结构,针对前人对梁柱节点局部受火的方位不同以及多种温度路径情况下的应力-应变研究不足,设计了三个受火面,四种不同温度路径,得到各个工况下变形情况以及梁端轴力等变化规律。(3)针对之前的研究对火灾中结构钢的升温情况考虑不足,以及横向荷载火灾中结构的影响,建立了两榀两跨的模型,分别模拟了不同大小的单侧和双侧水平力在两种降温模式下结构的受力和变形。(4)目前国内外的抗火设计规范还沿用以前基于单独构件研究分析得出的。本文为研究不同房间着火和不同降温路径对临近房间和整体结构的影响,建立三榀三跨三层钢结构全尺寸实体模型。通过软件耦合计算分析,得到不同工况下的结构变形和内力变化情况并验证了悬链线效应主要跟梁端约束有关等理论。比较了不同降温对整体结构的稳定性的影响。针对前人以上研究的不足,本文合理建立模型,利用接近实际的本构关系制定出有针对性的研究思路,分析了各个因素(温度路径,梁端约束等)对火灾中结构的影响,得出了与实际情况相符的相关结论,对抗火设计具有一定的参考价值。