伴随着我国大中型城市的高速发展,城镇人口急剧增多,城市地面交通变得拥堵不堪,地铁作为现代化城市的标志,能够非常好得缓解城市巨大的交通压力,于是近期在我国掀起了地铁建设的高潮,伴随之地铁火灾灾害也受到了众多专家建设者的高度重视,因为如果地铁发生火灾,后果将难以估量。本文运用性能化防火分析的思想,通过数值计算研究了地铁火灾下的烟气及其安全、人员的安全疏散和隧道衬砌结构的抗火安全,主要研究概括如下:分析了现有理论处方式关于地铁火灾烟气安全、人员安全疏散时间和隧道衬砌结构耐火极限的设计和计算,提出了理论处方式设计计算的不足,运用数值计算分析的方法,结合实际工程情况,对地铁的性能化防火安全进行研究。主要有通过数值模拟实际盾构地铁隧道内不同火灾荷载下烟气的流动,得到了不同火灾工况下的临界风速,并拟合得到简单的计算公式,同时模拟得到不同曲率隧道下临界风速值,发现直线隧道临界风速比曲线隧道更大;依据实际地铁车站列车火灾工况,数值模拟得到了确保烟气控制安全的最小排烟量,分析此时车站的环境状况,得到了火灾发展到开始危害人员生命健康安全时的时间;同样运用人员疏散软件数值计算了站台层发生火灾情况下人员疏散所需时间,观察人员逃生的过程,得到了楼扶梯有效宽度是整个疏散关键所在,依此提出了相关安全疏散策略;运用有限元模拟了不同标准升温曲线和实际火灾升温曲线下隧道衬砌结构的温度场和力学场,分析了衬砌结构的耐火极限。最后通过对比数值模拟研究结果同现有理论处方式设计计算值的差异,得出性能化防火设计的优势且将带给防火安全巨大的经济效益。