钢结构具有强度高、重量轻、塑性和韧性好、施工进度快等特点,它适用于各种工程结构。但随着钢结构建筑的发展,随之而来的是防火保护问题日趋突出。钢材虽为非燃烧材料,但钢不耐火,其耐火极限仅为15 min。目前国内外的钢结构抗火性能研究主要采用构件的抗火分析与设计,这种方法很难模拟火灾发生时整体结构的全过程反应。而通过数值计算对结构整体进行抗火性能研究则可以合理的确定钢结构抗火极限及防火保护措施。本文针对钢结构抗火研究中存在的一些问题,首先按照传热学原理,对平面钢框架进行热——结构耦合分析,就不同层不同房间火灾下对整体结构的抗火极限的影响进行分析比较,判断其在火灾下的薄弱环节;其次根据天津大胡同商业街建筑建立三维钢框架模型。分析不同房间火灾下对结构的抗火极限的影响,并分析构件有无防火保护情况下火灾下对结构的抗火极限的影响。楼板整体受力区域如果能够承受火灾下外荷载,验证整体受力区域中所有次梁(钢梁)都可以不涂防火涂料。同时分析由于梁挠度的增长而产生的悬链线效应对整体抗火极限的影响。最后考察了火灾时薄膜效应对整体钢框架结构的影响,更加真实地反映了钢框架结构整体抗火性能。本文对钢框架结构进行整体数值分析,将结构的瞬时温度状况和结构的火反应一体化,更好地反映实际情况,对结构抗火的理性化设计提出了实际建议。