在诸种灾害中,火灾是最危险、最常见、最具有毁灭性的一种。特别是近年来,由于建筑物高层化、大规模化及用途的复合化,火灾发生因素随之增加,火灾规模也日趋扩大。钢结构作为一种蓬勃发展的结构体系,其优点有目共睹,但钢材不耐火。 本论文在综合国内外钢结构抗火性能研究动态的基础上,根据传热学的经典理论及有限元基本理论,利用有限元分析软件ANSYS的热一结构间接耦合分析,采用欧洲规范建议的高温下钢材的物理性能和力学性能,分别对两榀平面钢框架模型进行抗火性能及防火保护研究。 首先,利用ANSYS瞬态热分析模块,分析出两个钢框架模型在一小时内钢框架的截面温度场分布情况;其次,利用ANSYS静力非线性分析模块,综合考虑几何非线性及材料非线性影响,对钢框架模型在高温下进行失效分析,分析出两个钢框架的耐火极限及临界温度;最后,根据结构防火设计要求,推导出一种钢结构防火层保护厚度的计算方法,并据此方法求出两个钢框架模型的防火层厚度。