箱板钢结构是一种基于船舶上层建筑概念提出的新型装配式钢结构体系,是由无外框约束的加劲钢板装配而成的箱式结构,板上有竖向交错布置的L型、T型加劲肋。该结构的加劲钢板墙能同时承担水平及竖向荷载,是区别于其他结构的主要特征。因为该结构为纯钢结构体系,耐火性能较差,因此亟需对其在火灾作用下的受力机理、破坏模式和耐火时间等抗火性能进行研究,建立经济合理的抗火设计方法,为箱板式钢结构抗火设计提供参考。本文的主要研究内容及结论如下:1、整理了近年来国内外学者研究火灾下钢结构力学行为的相关文献,对高温材料特性、空间温度场、钢构件升温计算方法、钢结构抗火性能研究做了系统的归纳,比较分析了各国规范中钢材高温材性的关键参数取值,确定了后续传热分析和力学分析的有效计算参数,其中,热物理属性密度、热膨胀均取常数,比热容和热传导系数使用欧洲规范EUROCODE3中随温度变化的公式,力学性能中,泊松比取常数,屈服强度,弹性模量都按我国规范《建筑钢结构防火技术规范》（GB 51249-2017）提供的公式进行计算,应力—应变关系使用EUROCODE3中提出的不考虑强化的光滑曲线材料模型为计算模型;2、建立了一层和三层的箱板式钢结构火灾动力学模型,以火源位置变化为参数开展了七种火灾场景数值模拟,并在每层不同分区内布置温度测点,采集获得温度场的空间时间分布数据,研究了箱板装配式钢结构室内空气温度场的分布规律以及火源位置对空气温度场的影响,研究发现:空气温度场具有明显的的分层性和区域性,单层结构同一高度处,火源所在位置区域温度最高,工况1、2火源位置分区最高温度达1000℃以上,工况3在800℃左右,其余分区则在600℃以下,并且出现温度随高度升高而升高的趋势;三层结构,火源所在楼层温度最高,火源所在分区的升温速度乎呈垂直趋势,最高温度达1000℃以上,其余分区温度较低,在200℃以下,顶层的温度时间曲线较为缓和,楼梯口C区空气温度较高,在300℃～400℃左右,楼板处温度则都在100℃,当火源位于二层时,底层温度较低且分布均匀,平均温度在20℃;3、构建了箱板装配式钢结构的火灾瞬态热分析模型,计算得到了七种火灾场景下的构件及整体结构温度场的时间历程数据,经分析可得,单层箱板式结构室内温度随高度升高而升高,三层结构火源位置楼层的温度随高度升高而升高,火源外的其他楼层则温度较低且分布更均匀,两者结构温度场与空气温度场呈现相似的规律;4、建立了箱板装配式钢结构的热力耦合分析模型,得到了整体结构在火灾下的热力学响应,对关键构件和关键测点进行力学响应分析,结合箱板式钢结构的结构特点,探明了箱板装配式整体结构在火灾下的破坏模式,并得到了七种火灾场景下的耐火极限。研究表明:对于一层结构,火源位置是影响其耐火极限的主要原因,火源位于中心时,板的中面屈服后产生薄膜应力可提供屈曲后强度,有效提升了耐火时间,火源位于墙板附近时,结构因受力不均,应力重分布后墙板承受过大的应力,导致耐火时间大大降低;对于三层结构,火源位于结构底层时耐火时间会缩短,火源位于中心位置时也会更早达到耐火极限。各工况耐火时间达到了1000s以上,各方向最大位移处无明显突变,据此体现出箱板装配式钢结构刚度大、延性好,具有优良的耐火性能、科学的受力体系和优越的整体性能。