竖井作为一个常见和重要的建筑结构,其在建筑火灾中对烟气的运动有明显的影响。本文围绕高层建筑竖井结构内火灾烟气在多种作用力耦合机制下的运动规律,主要展开了以下三方面的研究：电梯轿厢活塞效应对竖井内火灾烟气运动的影响规律、排烟通风竖井内的烟气运动行为、建筑中性面的位置及其影响因素。论文的具体工作包括：研究了运动电梯轿厢的活塞效应对火灾烟气在竖井内运动行为的影响。本文通过数值模拟发现运动轿厢的活塞效应对竖井内烟气运动有明显的影响,随着电梯轿厢的上升,电梯井内的气体被扰动,并在轿厢附近,特别是轿厢底部,产生一系列的漩涡,漩涡主要出现在竖井底部和运动轿厢附近的位置。随着漩涡的扩大与合并,整个电梯井内的气体从层流状态被彻底转变成湍流状态。两电梯轿厢同时分别向上和向下运动时,竖井内气体受扰动最大；轿厢静止时,竖井内气体受扰动最小。因此在设计消防电梯前室加压送风量时应考虑轿厢活塞效应的干扰,适当加大送风量,以平衡电梯活塞效应带来的影响。分别研究了开放通风竖井和封闭通风竖井内的火灾烟气运动行为。本文根据与竖井相连通的各层走廊的门的开启状态把竖井分为开放竖井和封闭竖井。对于开放竖井,本文通过实验发现通风作用对竖井内的火灾热烟气运动行为有明显的影响。在加入竖井通风影响后,竖井内的气体流速随时间的变化能更快稳定下来,竖井内气体流速呈现出较为均一的状态。对于封闭通风竖井,本文建立并通过实验验证了竖井内温度分布的理论预测模型。在此模型中,同时考虑了壁面热交换和通风烟气交换引起的热量变化。在缩尺比例实验台上进行了一系列的验证实验,实验温度分布与理论模型计算得到的结果符合较好。研究了建筑内中性面内的中性面位置特征及其影响因素。火源功率直接影响建筑内气体的传播和扩散速度,但是其在200kW到1000kW范围内变化时,对气体的流向和中性面的位置几乎没有影响。另一方面,火源位置对竖井内的气体流速分布、流向和中性面位置均有影响,尤其是多火源位置对中性面的影响更为复杂。在单火源场景下,中性面的高度与火源位置的高度存在正相关的关系。在双火源场景下,竖井内的压力分布和气体流动行为呈现出更为复杂的趋势,单火源场景下的中性面研究结论不再适用。一般地,建筑中性面的竖直高度位于两个着火楼层之间。不同控烟策略对中性面的位置也有明显的影响,直接决定了控烟效果的有效性,其所受的影响主要体现在不同的烟气运动规律上。