一直以来,火灾防控是人类的艰巨任务。结构抗火是结构工程领域里的一个重点难题。随着国民经济的快速发展,钢结构建筑以其自重轻,强度高,施工速度快和抗震性能好的优势,日益成为工程界广泛采用的结构形式。由于在高温条件下,钢材的物理、化学性能会发生比较大的改变,导致钢结构构件的承载力下降幅度很大,因此在钢结构的使用过程中,人们越来越重视对钢结构在火灾环境下的受力性能进行研究。本文主要研究室内火灾温度场和钢结构在火灾环境下的受力性能。在简要介绍建筑室内火灾的发展过程、传热过程和常用的室内火灾计算机模拟方法之后,本文提出了模拟室内火灾温度分布的数值模拟策略及模拟方式,建立了一个建筑内部空间的三维实体参数模型。在此基础上,引入火源、通风等燃烧参数和气体边界条件,建立了室内空气热传导的计算流体力学模型。为了与实际火灾过程中火源释热功率的变化情况相吻合,本文采用了随时间变化的火源释热模型。通过数值流体力学模拟分析,得到了整个火灾过程中室内空间的逐点变化的模拟温度场,同时还得到了室内空气在发生火灾时的流场分布。这些数值结果清楚地表达了火场的温度分布情况及空气流动情况,它们是实现高温下,结构力学性能分析,最终实现结构抗火的基本依据。结合对高温条件下钢材材料的力学、热学性能的研究,本文将实际测量的温度场施加到一个实验用的钢结构构件上,得到了高温条件下钢结构构件的力学性能,包括应力场、应变场和位移场等模拟量。通过与常温下钢结构构件的力学性能相比较,确认了火灾产生的高温对钢结构构件的力学性能的重要影响。鉴于建筑火灾发生的频繁性和它对建筑结构造成危害的严重性,对建筑结构进行可靠的防火安全设计是十分重要和必须的。如果要对建筑结构进行可靠的防火安全设计,首先必须搞清楚火灾环境下室内空间的温度分布和结构的主要承重构件在火灾高温环境下的受力状态,它们是进行防火安全设计的前提。但由于火场的温度场分布的各种因素十分复杂,进行火灾实验的费用高昂,对火场的温度分布进行数值模拟分析日益成为一种必要且可能的辅助分析设计手段,本文的工作为实现高温下的温度场分布数值模拟进行了有益的尝试,同时为钢结构构件的抗火设计提供了初步的模拟分布数据。