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柱面弦支网壳是一种新型的预应力空间结构形式，为了保证其应用中的抗火安全，开展其火灾下的结构响应分析意义重大。本文以三环弦支正交正放柱面钢结构网壳为研究对象，首先利用有限元分析软件Marc开展了该空间结构的温度响应分析。在此基础上，进一步对火灾下结构的位移及内力进行了数值模拟。讨论了不同火源位置、结构的矢跨比等因素对该结构火灾响应的影响，并分析了结构的整体破坏形态及极限温度。结果表明，随着火灾温度的升高，该结构的变形逐渐呈现为“上凸形”，位于结构下部的预应力拉索较早退出工作，但因结构已有较大的起拱度，整体结构并未发生坍塌。同时，矢跨比对该结构的整体抗火性能有一定影响，其中矢跨比为1/10时的结构抗火性能较好。