建筑防火性能化设计方法在国外各类新型建筑物中的应用越来越多，成为当前消防技术领域最前沿、最具影响力的高新技术。可以说，性能化防火设计是建筑防火设计发展的必然趋势。本文主要针对建筑钢结构抗火性能化设计的总体目标：不致因结构破坏影响建筑内人员的逃生及消防人员灭火和不致因结构破坏使建筑火灾的损失更大，对有关问题进行了研究，性能化防火设计的优点之一是便于新材料、新技术的应用，为此本文进行了马鞍山钢铁公司开发的Q345级耐火钢的材料及构件性能研究。 本文首先论述了目前国内外有关建筑性能化防火研究现状，论证了本文研究工作的意义。 然后对马钢集团开发的耐火钢进行了高温下的材料性能试验。试验得到的数据有：应力．应变关系曲线、屈服强度、极限强度、弹性模量、延伸率、面缩率和热膨胀系数。根据试验结果得到了高温钢材特性模型。进行了在ISO一834规定的标准火灾升温作用下马钢耐火钢梁、钢柱耐火极限的试验研究，并将试验结果与ANSYS有限元软件模拟计算结果进行了对比。采用《建筑钢结构防火技术规范》中的有关耐火钢构件抗火设计公式对试验结果进行了验算，证明了该规范中的公式同样适用于马钢耐火钢的抗火设计。 接着本文提出了一种基于基于几何方法的人员疏散模型，该模型不同于传统的网络模型，不需要把疏散平面进行网格划分，是一种连续化模型。此外，依据疏散原理，编制了人员疏散软件Evac2D。 介绍了火灾损失的确定性分析与概率性分析，根据火灾发展可控的四个阶段形成了五种火灾场景，并通过日本的统计资料，得出了这五种火灾场景发生的概率，最后得出了计算五种火灾场景下的概率性分析火灾损失计算公式。对网络模型应用于火灾蔓延进行了研究，得到了分析同一防火分区内各房间发生火灾的概率模型。 接着本文提出了一种可用于计算钢结构构件在火灾情况下损失的近似方法，该方法在已知钢结构构件截面形状，常温下的设计荷载比，可以计算钢结构建筑的损失。 最后用开发的人员疏散软件对同济大学科研综合楼四层楼面进行了人员疏散模拟，并通过近似的方法得到了全楼的人员疏散时间。同时用本文的火灾损失模型对该楼进行了火灾下的经济损失分析。