目前,我国在大力推广装配式建筑,进而减少环境污染和提高生产力水平。钢结构具有先天的装配式特性,这一优势将进一步促进钢结构的发展。不锈钢作为钢材家族的一员,由于其具有超强的耐腐蚀性而被逐步应用于建筑结构中,随着我国《不锈钢结构技术规程》(CECS410-2015)的颁布,将加快不锈钢在建筑结构中的应用。然而,近年来建筑火灾频繁发生,给建筑结构安全带来了严重危害,普通钢结构抗火试验研究和理论研究成为建筑结构抗火研究的主要方向,而关于不锈钢结构或构件抗火性能的研究较少。国内外关于不锈钢柱抗火性能的研究多集中在无约束矩形(方形)闭口柱构件,而实际框架中的梁柱节点一般多为刚接或者半刚接节点,柱构件在火灾作用下受热膨胀,将会受到相连构件带来的轴向约束作用和转动约束作用,因此考虑约束作用对不锈钢柱抗火性能的影响尤为必要。为此,本文对带约束轴心受压H形不锈钢柱开展了试验研究和数值模拟,揭示了带约束轴心受压H形不锈钢柱在火灾下的行为反应和破坏机理,并给出了抗火设计建议。基于国产奥氏体S30408不锈钢材料,开展了常温下与高温下的材料力学性能拉伸试验,其中,高温下材料力学性能采用高温稳态试验方法。试验结果表明:在常温条件下,由Arrayago等最新提出的不锈钢材料应变硬化指数修正公式计算获得的应力-应变曲线与本次试验数据曲线整体吻合较好;在高温条件下,由Chen和夏新凤提出的不锈钢材料应变硬化指数修正公式计算获得的应力-应变曲线与本次试验数据曲线整体上均吻合较好。为了考察构件端部的轴向约束和转动约束对不锈钢柱抗火性能的影响,在基于高温下材料力学性能的基础上,本文对5根仅带轴向约束和2根同时带轴向约束和转动约束的H形不锈钢柱开展火灾试验研究。通过火灾试验,揭示了火灾下带约束不锈钢柱的行为反应和受力性能,获取各试验试件的炉温-时间曲线、试件表面温度-时间曲线、试件跨中侧向变形-时间(温度)曲线、试件轴向位移-时间(温度)曲线及试件的破坏形态。最后,通过对试验结果进行分析,确定了各不锈钢柱试验试件的屈曲温度和临界温度。采用ABAQUS有限元软件,建立火灾试验中各试验试件准确的有限元分析模型,且对各试验试件火灾下行为反应开展了数值模拟分析,将数值模拟结果与试验结果进行对比,验证了有限元模型的准确性与可行性。基于上述准确的有限元模型,对带约束轴心受压H形不锈钢柱开展了参数化分析,分析内容主要包括单参数影响分析和参数间耦合分析。参数化分析结果表明:(1)相同条件下,试件的截面尺寸对带约束不锈钢柱抗火性存在一定影响,但不显著。(2)荷载比n、长细比λ、轴向约束刚度比β1和转动约束刚度比βr是影响带约束轴心受压H形不锈钢柱抗火性能的关键因素;荷载比n、长细比λ和轴向约束刚度比β1的增大,均降低了不锈钢柱的抗火性能;转动约束刚度比βr的存在,提高了不锈钢柱的抗火性能。(3)荷载比n和轴向约束刚度比β1、长细比λ和轴向约束刚度比β1、长细比λ和转动约束刚度比βr两两参数间存在耦合关系,因此,在带约束轴心受压H形不锈钢柱抗火性能的分析过程中,应需考虑上述参数之间的相互影响。根据试验数据和数值模拟结果,通过分析提出将端部带转动约束的H形不锈钢柱临界温度的求解等效为两端铰接的轴向约束H形不锈钢柱临界温度求解的方法,并给出了相应的计算表格。在考虑轴向约束刚度比β1分别与长细比λ和荷载比n相互耦合的基础上,本文提出了火灾作用下轴向约束H形不锈钢柱临界温度的显式简化计算公式,且将简化公式计算结果与有限元结果和试验结果进行了对比分析,验证了简化计算公式的准确性。