目前钢材已普遍用于各类建筑中，钢结构建筑的抗火性能与火灾下的响应行为已成为国际研究热点。由于火灾过程的复杂性，大多数研究工作都会提出一系列假定以简化火灾下钢结构内部温度场的计算。比如温度场的分布沿钢构件的长度方向不变，或认为构件截面温度分布均匀以及将不均匀防火涂层做均匀涂层考虑等。为了解真实火灾条件下钢结构的热响应特性以及简化处理的合理性，本论文采用数值模拟方法，从以下三个方面进行了分析研究： 1.非均匀温度场中温差的合适分段简化处理 局部火灾条件下的非均匀温度分布通常会导致钢结构构件的非均匀温升并影响其安全性能，在进行结构火灾安全分析时通常需要将这种非均匀分布分段平均处理。利用结构分析软件数值模拟研究了温度分段平均处理方案对设定的非均匀温度分布的钢结构轴力、剪力、弯矩、挠度等力学参数的影响。研究结果表明：合适的温度分段平均处理可以比较准确地反映非均匀温度分布对这些参数的影响，为进一步的结构安全分析提供条件。通过对某一钢结构的模拟研究，发现将非均匀温度分布平均处理为20段就可以将相对误差控制在5％以内。 2.不均匀防火涂层对火灾条件下某简支钢梁热响应特性的影响 在以往的钢结构抗火研究中，均假定构件表面防火涂料涂抹均匀，厚度一致。但实际上构件表面涂层由于多种原因并非厚度一致，不均匀防火涂层将对建筑结构的抗火性能产生影响。运用有限元软件Ansys分析受不均匀涂层保护的钢构件在标准温升火灾条件下的温度和变形特性。对某简支梁进行分析，研究结果表明：轴向上的温度不再一致，呈区域分布，横截面温度非对称分布；涂层的不均匀性对轴向变形影响较小，但对构件挠度有一定影响，标准差为2的不均匀涂层保护下的挠度结果与均匀涂层下的结果差异明显。 3.不均匀防火涂层对均匀温度场中某钢结构热响应特性的影响 考虑一房间发生火灾，该房间内温度随时间按标准火模型上升，用Ansys软件分别分析三种涂层厚度情况下涂有不均匀防火涂层的钢结构与涂有均匀涂层的钢结构的热响应特性。结果表明：对于该钢结构，钢梁下翼缘表面涂层不均匀情况下部分构件温度分布与均匀涂层情况下相应的温度分布有明显差异，部分构件的变形也有明显差异，因此在抗火计算中需要考虑涂层不均匀性的影响。 通过上述三个方面的计算分析，我们得到了非均匀温度场合适简化的处理方式，钢构件和结构在火灾中真实的热响应特性，以便更好地处理实际火灾情况中钢结构出现的问题，同时也为分析过程做简化处理的合理性提供可靠依据。