广泛运用于工程中的钢管混凝土柱在遭受火灾时,由于钢管外露,其耐火极限通常不能满足现行抗火设计规范的有关要求。轻骨料混凝土具有自重轻、保温隔热性能好、价格低廉等优点,可将其作为钢管混凝土柱的防火保护材料,但目前未见轻骨料混凝土作为受力构件防火保护涂层的抗火性能研究报道。为验证轻骨料混凝土防火保护层能有效改善钢管混凝土柱的抗火性能,本文基于国内外无防火保护、防火涂料保护和水泥砂浆防火保护钢管混凝土柱的抗火性能试验结果,采用ABAQUS有限元分析火灾下轻骨料混凝土防火保护钢管混凝土柱的温度场、耐火极限等高温性能,并基于此提出抗火设计参考性建议,具体内容如下:(1)总结国内外关于材料热工参数的研究成果,并确定适合本文的材料热工参数;基于温度场求解理论,利用ABAQUS有限元软件,建立可考虑界面热阻的钢管混凝土柱温度场分析模型,经对比有限元计算结果与收集到国内外的试验结果吻合较好;分析轻骨料混凝土作为防火保护层时,升温时间、截面尺寸、含钢率和轻骨料混凝土防火保护层厚度等参数对钢管混凝土柱截面温度场分布的影响规律,并确定主要影响因素。(2)总结国内外关于钢材和混凝土热力学参数的研究成果,选取合适的材料热力学参数,并由此确定两者的高温本构模型;在温度场分析基础上,建立钢管混凝土柱耐火极限有限元分析模型,计算结果经与国内外试验结果对比吻合较好;分析轻骨料混凝土作为防火保护层时,截面尺寸、材料强度、含钢率、荷载比、偏心率、长细比和轻骨料混凝土防火保护层厚度等参数对耐火极限的影响规律,并确定主要影响因素。(3)基于耐火极限参数分析结果,整理回归出工程常用钢管混凝土柱在火灾下的极限承载力简化计算公式,以及给定设计荷载下轻骨料混凝土防火保护层厚度计算公式,两公式计算结果与有限元计算结果均吻合较好。