钢结构优点很多，但不耐火。在高温下，呈现出与常温时不同的结构特性及变形过程。因此当钢结构建筑没有采取防火措施或防火保护不够的情况下，一旦发生火灾，结构极易破坏甚至垮塌，严重威胁人的生命与财产安全。鉴于对钢结构进行火灾试验的设备及火灾试验本身费用较高，并且实际构件和试验条件在结构中的受火特性相差甚远，因此对高温下钢结构和钢构件进行高温反应的计算机数值模拟显得非常重要和必要。钢框架结构一般为超静定结构，其中某个构件破坏后，因内力重分布，失效的构件内力会传递给与之相连的尚未破坏的构件，使整体结构还可以继续承受更大的荷载，直至结构整体破坏，从而说明将整体结构作为研究对象的必要性和合理性。本文在借鉴已有的研究成果及查阅大量的文献基础上，主要开展了下列研究工作。第一，对国内外不同国家和组织推荐的高温下钢材特性等研究成果进行了整理，通过算例分析一轻型钢梁的温度场，将有限元软件模拟分析结果与文献[37]的理论公式计算结果进行比较，说明数值模拟分析的合理性和可靠性；再利用有限元分析软件对框架模型进行火灾模拟计算，得出了梁柱截面的热量传递过程和升温特征，并初步分析了截面形状对温度变化的影响；第二，运用热力耦合分析火灾下整体结构的受力和变形过程，确定火灾下结构的薄弱环节；第三，研究了钢框架在不同的火灾场景下表现出不同的变形和破坏，分析了节点连接处有无加劲肋、改变火灾发生的位置、改变火灾下环境的升温曲线、改变构件的受火状态等等因素对结构抗火性能的影响。最后提出了若干对实际工程设计具有参考价值的结论和建议。