为研究张弦桁架结构在火灾中火源与其正上方钢构件之间的安全距离及防火保护涂料等效热阻Ri的最小取值,以140,188,220 m跨度的张弦桁架结构为研究对象,采用火灾模拟软件FDS模拟不同火灾场景下的空气温度场,考虑了空气对钢构件的热传导作用及高温对钢材特性的影响,基于有限元软件ANSYS进行高温下结构整体抗火性能验算,根据验算结果分析位移及内力,揭示张弦桁架结构达到极限耐火时间的内在原因.通过对不同尺寸张弦桁架结构抗火性能的分析,归纳火灾下张弦桁架结构需喷涂防火保护涂料的具体范围.最后从经济角度出发,以3组不同跨度的张弦桁架结构为背景,在防火保护涂料等效热阻系数Ri不同的情况下,对火灾下张弦桁架结构代表性节点的位移进行分析,探究防火保护涂料等效热阻系数Ri的最小取值.研究结果表明:张弦桁架结构在火灾中达到耐火极限的原因在于火灾危险区域的杆件内力达到屈服状态;张弦桁架结构在火灾中火源与其正上方钢构件安全距离为15.0 m;对安全距离以内的杆件采用喷涂防火保护涂料的方法可增强结构抗火性能,其中防火保护涂料的等效热阻Ri最小取值为0.02 m2·℃/W.