火灾是各种灾害中发生最频繁的灾害之一,且会造成巨大的损失。随着社会的发展,科技水平也在逐步提高,人们对扩大建筑空间以及提高结构承载能力产生了更高的需求。由于建筑结构趋于复杂化、高层化,对结构及构件的承载能力要求越来越高,钢管混凝土柱在这方面有较大优势,其应用也越来越广泛,因此研究其抗火性能也越来越重要。钢管混凝土结构是介于钢结构和钢筋混凝土结构之间的一种新型结构。在受力过程中,钢管和混凝土之间相互作用相互受力,弥补各自的缺点,充分发挥二者的优点。钢管混凝土构件在火灾作用下,随着温度的升高,承载能力与耐火极限逐渐降低。确定钢管混凝土构件在高温作用下的材料性能变化及抗火性能,是研究钢管混凝土结构火灾行为可靠性的关键。本文针对钢管混凝土柱火灾作用下的耐火极限,进行了确定性的数值模拟分析和考虑主要影响因素离散性的随机性数值模拟分析,对耐火极限的规律及其随机性进行了初步研究。主要研究思路包括以下几部分:(1)总结高温条件下钢管混凝土结构构件中钢材与混凝土的性能,包括热工性能与力学性能;探讨了混凝土与钢材高温度下的应力—应变关系,给出了混凝土与钢材强度随温度变化的规律。(2)研究材料性能、几何参数、永久荷载、可变荷载等主要影响因素的随机规律和分布类型,借鉴相关文献资料确定其统计参数;论述主要的火灾发生概率模型、火灾荷载密度统计结果及典型的火灾升温曲线,采用ISO834标准升温曲线作为数值模拟升温曲线。(3)以钢材和混凝土在高温下应力—应变关系为基础,给出分析耐火性能的基本假设;简述了钢管混凝土柱抗火性能分析的基本理论,在已有研究成果的基础上编制了截面温度场和耐火极限的确定性分析程序;并将程序模拟的结果与其他学者的试验结果进行比较,结果分析相差不大。以某工程中一根具体的钢管混凝土柱作为分析工况,其材料性能、几何参数和承受的荷载按照规范取值,对其耐火极限进行确定性分析。(4)采用乘同余法和反函数法,以及主要影响因素的统计参数及分布类型,得到火灾下钢管混凝土柱各个随机变量的大量随机值,并对其进行检验对比,分析是否符合各自的分布类型。采用Monte-Carlo方法编制了考虑主要影响因素随机性的钢管混凝土柱耐火极限的随机性分析程序,对耐火极限的随机性进行了初步研究,得到了考虑单独影响因素时和考虑综合影响因素时各变量随机性对构件耐火极限及变形的影响。