钢结构因具有强度高、重量轻、韧性好、施工速度快等优点，被广泛应用于建筑结构中，但是耐火性能差是钢结构的一个致命弱点。温度为400℃时，钢材的屈服强度将降至室温下强度的一半，温度达到600℃时，钢材基本丧失了强度和刚度。所以对钢结构防火、抗火问题进行研究具有十分重要的理论意义和社会意义。快速温升火灾是一种少见但危险极大的火灾情况，现在针对这方面的研究还很少。本文首先通过理论分析快速温升与普通温升的差异，简化热力耦合效应，建立简单钢构件模型进行数值模拟的方法，研究钢构件在不同温升曲线作用下的力学响应特性。本文还对一个2层3跨的钢框架整体结构进行了抗火反应分析，采用材料非线性和几何非线性的有限元双重非线性方法进行分析，运用大型有限元分析软件ANSYS中的三维热力耦合单元进行温度计算和力学分析，假定火灾发生在不同层不同跨的房间分别进行计算，得到各种情况的耐火时间和临界温度。分析结果表明：对于多高层钢框架结构，火灾发生在框架底层房间和中跨房间对整体结构更为不利，实际中应加强防火保护，如果火灾发生在顶层或边跨房间，只会对该房间或临近房间影响较大，而对整体结构的影响不大，可适当减少防火保护。框架中柱的强度和尺寸对提高整体结构的抗火性能起着至关重要的作用，应作为防火保护的重点，如果采用钢管混凝土、钢骨混凝土柱等结构形式，更会提高整体结构的抗火性能，而梁的强度提高和尺寸加大对结构的抗火性能提高不大，可适当减少防火保护。通过对钢框架结构的抗火反应分析，希望能为今后的结构抗火工程的研究和实际工程的防火设计提供一些参考意见。