目前，钢结构抗火设计由基于试验的设计方法转变为基于计算的设计方法，很多国家颁布了相应的钢结构抗火设计规范。各国钢结构抗火设计规范都是通过计算独立钢构件在火灾下的承载力来保证整体结构的安全性。然而，建筑结构具有整体连续性，火灾下各个构件发生复杂的相互作用和内力重分布。为了体现真实结构中构件的受力情况，众多研究者建立了子结构模型开展单个构件的抗火性能试验研究，理论与数值分析中也考虑了子结构中其他构件对研究构件的约束作用，这种约束构件的抗火性能研究成果为工程实践提供了理论基础和设计指导。随着高强度Q460钢材广泛应用于建筑领域，其抗火性能引起了人们的重视。钢柱是钢框架结构的主要受力构件，因此研究约束高强度Q460钢柱的抗火性能具有重要意义。本文在前人进行的约束钢柱试验及理论研究基础上，进行了8组足尺约束高强度Q460钢柱的抗火性能试验研究，之后进行了有限元分析，其主要内容和结论包括:（1）材料力学性能：本文对试验用钢板和受火后钢柱进行了材性试验，总结了国内外学者进行的Q460和S460钢材高温材性试验,将本文的材性试验结果与国内外学者的试验结果进行了对比；（2）截面残余应力：采用切割法对试验钢柱进行了受火前和受火后残余应力测试，并对焊接残余应力和高温下残余应力重分布进行了有限元模拟，模拟结果与试验结果吻合很好，验证了有限元模型的正确性；采用验证的有限元模型分析了温度从20oC升高到800oC时残余应力分布的变化；（3）高强度Q460钢柱稳定承载力：建立了用于钢柱稳定承载力分析的有限元模型，并采用已有试验结果进行了验证。采用验证的有限元模型，依据实测材性和残余应力测试与分析结果，计算了高强度Q460钢柱常温和高温下的稳定承载力，并与多国规范进行了对比分析；（4）约束高强度Q460钢柱抗火性能试验：建立了8组足尺子结构，对约束高强度Q460钢柱进行了抗火试验研究，测量了约束钢柱温度、约束梁温度、钢柱的轴向位移和跨中侧向位移，对试验结果进行了分析，确定了试验钢柱的临界温度；（5）约束高强度Q460钢柱抗火性能有限元分析：建立了二维传热模型对试验钢柱受热过程进行了有限元热分析，分析结果与温度测量结果吻合很好；建立了两组子结构模型对试验钢柱进行了结构分析，分析结果与试验结果吻合较好；有限元分析表明，建立的有限元模型可以模拟火灾下约束高强度Q460钢柱的温度分布和结构响应；（6）约束高强度Q460钢柱抗火性能参数分析：建立了简化的有限元模型，并对其进行了验证；采用验证的有限元模型对约束高强度Q460钢柱的抗火性能进行了参数分析，参数包括：残余应力、初始弯曲、荷载比、长细比、轴向约束刚度比和转动约束刚度比。上述研究结果表明：高温下Q460钢柱截面残余应力明显减小。美国钢结构规范柱子曲线适用于高强度Q460钢柱的稳定承载力计算，各国钢结构抗火规范柱子曲线均不适用于高强度Q460钢柱高温稳定承载力的计算。考虑屈曲后性能将明显提高约束高强度Q460钢柱的抗火性能，残余应力、初始弯曲、荷载比、长细比和轴向约束均降低约束钢柱的抗火性能，转动约束刚度提高其抗火性能。