不锈钢作为建筑结构材料，具有造型美观、耐腐蚀性好、易于维护和全生命周期成本低等优点，因此其在建筑结构中具有广阔的适用性，采用不锈钢作为建筑结构材料是近年来土木工程的新趋势，受到众多建筑师和结构工程师的青睐。鉴于不锈钢材料自身抗火性能的羸弱，本项目立足于工程结构抗火研究的前沿与热点问题，以不锈钢结构为研究对象，对其抗火性能开展基础性和前瞻性的研究。基于稳态试验方法和瞬态试验方法，对S30408奥氏体不锈钢材料开展了常温下、高温下和高温冷却后的力学性能试验研究，获取了高温下不锈钢材料的各项力学性能参数；试验结果表明：两种试验方法获得的高温下不锈钢材料应力-应变曲线存在一定差异；在温度600℃内，差异不明显；当温度超过600℃时，差异随温度升高而逐渐增大；研究分析了不锈钢材料力学性能随温度变化规律，构建了高温下和高温后不锈钢材料力学性能本构模型。对不同截面和不同条件下不锈钢构件（8根无约束轴压与偏压柱、6根矩形管和7根H形截面带约束轴压柱、7根矩形截面带约束偏压柱、6根两端简支梁以及4根不锈钢组合梁）开展了火灾试验，揭示火灾作用下构件的行为反应与破坏机理，给出了试验试件的破坏现象、升温曲线、变形曲线以及临界温度，重点考察了荷载比、约束刚度和截面参数等对不锈钢构件抗火性能的影响。基于试验结果，通过程序模拟再现不锈钢构件火灾全过程；结合构件热边界条件和材料热工参数，构建了火灾下不锈钢构件内部温度分布模型；剖析构件抗火性能的多种影响因素及相关性，建立了面向火灾全过程的不锈钢构件多参数化抗火计算模型，提出了不锈钢构件的抗火设计理论。开展了7根不锈钢节点试验研究，探讨防止火灾下不锈钢结构破坏模式的控制措施，初步实现对结构火灾安全的综合评价。项目研究成果对不锈钢结构抗火设计理论的凝练、设计建议与构造措施的提出，及设计标准的制定具有十分重要的社会价值和理论价值，且可填补我国不锈钢结构抗火设计方法的空白。 2100433B

结构在火灾下行为反应本质是温度升高、能量转移引起局部破坏与内力重分布，并因此扩散蔓延最终导致结构主体破坏。不锈钢是一种新型土木工程材料，鉴于其结构抗火性能较为薄弱，本项目立足于工程结构抗火研究的前沿与热点问题，以不锈钢结构为研究对象，对其抗火性能开展基础性和前瞻性的研究。通过试验方法和数值分析，研究不锈钢材料力学性能随温度变化规律，构建高温下/高温后不锈钢材料精细化力学性能统一模型；开展不锈钢梁/柱火灾试验，模拟构件火灾全过程，揭示其火灾下行为反应与破坏机理，根据位移/能量原则提出火灾下构件失效判别准则；剖析不锈钢梁/柱抗火性能的多种影响因素及相关性，采用直接强度法，建立面向火灾全过程的不锈钢梁/柱多参数化抗火计算模型；研究火灾下不锈钢结构破坏模式控制措施和安全评价方法，集成不锈钢结构抗火设计理论。研究成果对于揭示不锈钢结构抗火性能和制定相关设计标准具有十分重要的社会价值和理论价值。

经过三年的研究，取得下列研究成果：（1）系统研究总结了高温下结构钢的材料特性和火灾下钢结构构件的温度计算方法；（2）提出了与我国现行钢结构设计规范相适应的钢梁，轴压和偏压钢柱的实用抗火计算与设计方法；（3）提出了局部火灾下上翼无侧移钢框架梁的极限状态，验算方法；（4）进行了三相两跨钢框架模型的抗火试验研究，了解了钢框架结构在火灾下的性能与变表、破坏特征；（5）提出了钢框架结构火灾非线性反应与抗火极限状态分析理论。经上海市科委组织专家鉴定，认为本项目成果达到国际先进水平，解决了高层建筑钢结构抗火计算与设计的理论问题，对提高我国高层钢结构抗火设计的水平与可靠度具有重要意义。研究成果已被中国石油化学工业总公司采纳与应用。 2100433B

采用准确可靠的方法对结构进行抗火设计，可避免或减小建筑火灾导致的直接和间接损失。国内外现行结构抗火设计规范主要基于单独构件抗火性能的研究成果。然而，局部火灾下或考虑火灾蔓延效应，不同钢柱升温速度不同，一方面高温钢柱的热变形受到约束；另一方面，构件刚度比发生变化，结构发生内力重分布，因此必须考虑结构整体性的影响。同时，由于隔墙等非结构构件的保护，局部火灾下钢柱的截面温度可能不均匀。目前已经有对受约束钢柱抗火性能的研究，但主要集中在火灾下受约束钢柱弯曲屈曲方面，且假设钢柱所受约束不变，及钢柱长度和截面方向温度均匀。另外，给出的受约束钢柱抗火分析方法是建立在数值计算结果上的回归公式，公式系数没有明确的物理意义。本项目拟基于压弯构件弹塑性屈曲分析理论，研究受约束钢柱抗火性能分析方法，并考虑钢柱截面温度不均匀的影响。通过9个受约束钢柱抗火试验对理论模型进行验证，以建立更准确可靠的钢柱抗火分析理论。

本书系统地介绍了钢结构及钢－混凝土组合结构抗火设计的基础知识、基本原理和实用方法，内容包括：火灾危害及结构抗火设计的目的与意义、建筑室内火灾与升温、建筑物耐火等级及结构耐火极限、高温下结构钢与混凝土的材料特性、结构抗火设计的一般原则与方法、基于构件试验抗火设计方法、钢结构构件及组合柱、组合梁与组合板实用抗火设计方法、结构性能化抗火设计方法、钢框架结构整体抗火性能计算方法和钢结构防火保护措施。本书着眼于工程应用，有关主要章节配有计算示例，直观地说明实际运用方法。可供从事建筑钢结构及钢-混凝土结构组合结构设计、研究和教学的人员参考，也可作为大学高年级学生和研究生学习结构抗火知识的参考书。