方钢管混凝土柱有节点处理方便、耐火性能好、便于施工等优点且钢材和混凝土的材料特性可以被充分利用,因此被应用于高层建筑中。但是,因钢材外露,其在高温下材料强度下降显著,故对于钢管混凝土柱的抗火性能研究尤为重要。目前国内对于钢管混凝土柱耐火性能研究表明,当核心混凝土为素混凝土且钢管不做任何保护措施,其耐火极限达不到规范要求;对于钢管保护层采用防火涂料时,目前大多研究了采用厚涂型钢结构防火涂料,但是厚涂型防火涂料因施工工序较多、占据空间、影响美观,故本文选用超薄型室内钢结构防火涂料。为此本文进行了方钢管混凝土柱以及纯钢结构柱的火灾试验,其研究参数为含钢率、受火方式、涂料种类,并且对受火方式、含钢率、受火时间、截面边长等影响截面温度场的参数分别进行了理论计算,总结出主要影响参数;同时对含钢率、轴压比、截面边长、钢材和混凝土强度等影响耐火极限的参数分别进行了理论计算,总结出主要影响参数。主要包括以下部分:(1)本次试验设置的变化参数为受火方式(单面、相对两面)、含钢率(0.1、0.15)、涂料种类(两种国产),通过8根核心混凝土为素混凝土的方钢管混凝土柱足尺火灾试验,从而得到了超薄型防火涂料保护的方钢管混凝土柱单面和相对两面受火作用时的破坏形式以及变形发展过程;同时通过4根纯钢结构柱足尺火灾试验,其设置的变化参数同样为受火方式(单面、相对两面)、涂料种类(两种国产)、含钢率(0.1、0.15),对比了两种类型试件的耐火性能。试验过程中对截面温度场、试件变形等数据进行了记录。(2)选择合适的材料热工参数,通过ABAQUS有限元分析软件建立了本次试验温度场分析模型,理论计算结果与试验结果进行了对比,以验证模型正确性,同时分析了含钢率、截面边长、受火时间、受火方式等因素对截面温度场的影响。(3)整理了钢材和混凝土高温下的热膨胀系数、强度、弹性模量以及应力—应变关系模型,确定了适合本文的材料热力学参数。(4)在温度场计算的基础上利用ABAQUS建立耐火极限模型,理论计算结果与试验结果进行了对比。同时对受火方式、轴压比、截面边长、含钢率、钢材和混凝土强度等影响耐火极限的参数进行了理论计算,利用试验和计算结果总结出影响耐火极限的主要因素。