多层冷成型钢房屋建筑结构具有绿色、节能、环保、用钢量省、施工速度快、易于产业化等特点，在我国具有良好应用与发展前景，而其抗火相关理论及设计方法是目前亟需解决的关键问题。本文通过对传统低层冷成型钢房屋建筑结构进行体系改进提出多层冷成型钢龙骨剪力墙结构体系，并对该结构体系的若干关键抗火问题——冷成型钢高温力学性能、火灾作用下冷成型钢承重组合墙体力学行为及预测方法、冷成型钢结构实用抗火设计等方面展开系统试验与分析，主要内容如下:　　1.国内常用冷成型钢高温力学性能试验研究　　设计完成了约200次国内常用Q345及G550冷成型钢高温力学性能试验:a.考查了冷成型钢平板与转角部位高温力学性能差异性，结果表明:Q345冷成型钢转角部位高温材性整体不低于平板部位，因此，将现行冷成型钢常温局部屈曲设计公式引入Q345冷成型钢平板高温材性后可用于Q345冷成型钢构件高温局部屈曲分析。然而，G550冷成型钢转角部位高温材性整体略低于平板部位，由此可能导致高温情况下G550冷成型钢构件提早发生局部或畸变屈曲。b.考察了瞬态与稳态试验方法对于冷成型钢高温力学性能试验结果的差异，结果表明:瞬态试验方法与稳态试验方法对Q345及G550冷成型钢高温力学性能并不等效，且以稳态试验结果代替瞬态试验结果用于Q345及G550冷成型钢结构抗火计算分析，可能导致结构变形计算结果偏小，预测耐火时间偏于不安全。c.将Q345及G550冷成型钢高温弹性模量、屈服强度及极限强度折减系数与现行欧洲规范、澳大利亚规范、英国规范及其他学者的试验结果进行了比较，采用统一的多项式表达式对高温材性折减系数试验结果进行了数值拟合。基于Ramberg-Osgood模型，提出了Q345及G550冷成型钢高温本构关系表达式。上述表达式均与试验结果吻合良好，满足冷成型钢数值模拟精度要求。　　2.冷成型钢承重组合墙体足尺耐火试验研究　　设计完成了11片C型冷成型钢承重墙体足尺耐火试验，旨在考察该类组合墙体满足我国规范多层结构承重墙耐火极限要求的可行性，同时为后续组合墙体耐火性能理论及数值模拟研究提供验证。试验同时考察了墙板类型、填充层情况及荷载水平等因素对墙体耐火性能的影响，结果表明:a.硅酸钙板存在高温爆裂现象，定向刨花板（OSB板）在墙体耐火试验中发生燃烧，玻镁板及蒸压加气轻质混凝土板(ALC板)则表现出优异的耐火性能;b.对于无空腔填充层的石膏板玻镁板冷成型钢组合墙体，不同的荷载水平可能导致墙体产生不同破坏模式，进而影响墙体耐火时间;c.将硅酸铝棉布置在受火侧两层墙板之间（即外填充）可明显延缓墙体龙骨立柱表面升温，进而大幅度延长冷成型钢承重组合墙体耐火时间。本文带硅酸铝棉外填充的冷成型钢组合墙体在0.65荷载比率下最长耐火时间达到165分钟，满足我国现行建筑设计防火规范的多层民用建筑承重墙三级120分钟耐火极限要求。　　3.冷成型钢承重组合墙体耐火性能理论及数值模拟研究　　将石膏板、玻镁板等建筑材料的复杂受热行为通过对其高温比热容、导热系数、密度等热物理特性参数进行修正以近似描述。提出了石膏板、玻镁板及硅酸铝棉的高温热物理特性修正公式，并结合前期冷成型钢组合墙体耐火试验验证了修正公式的合理性。提出冷成型钢组合墙体单侧受火的隐式差分传热模型，可考虑墙体各层墙板随温度变化的不同热物理特性及墙板脱落影响，与组合墙体耐火试验结果吻合较好，且具有形式简单、稳定性好、收敛性速度快、计算效率高等特点，便于工程应用。提出冷成型钢组合墙体热-力耦合简化理论模型，可用于组合墙体火灾作用下的时间-侧向变形曲线、龙骨立柱破坏模态及耐火时间模拟;与组合墙体耐火试验结果符合较好，且耐火时间预测值整体偏于安全，相对误差在15％以内。提出单侧受火冷成型钢组合墙体热-力耦合有限元模型，适用于墙体常温轴压性能模拟，以及墙柱单侧受火破坏模态及耐火时间模拟，且耐火时间模拟结果整体偏于安全，相对误差亦在15％以内。　　4.冷成型钢结构实用抗火设计研究　　提出多层冷成型钢龙骨剪力墙结构体系，给出该结构体系具体实施方式。借鉴已有冷成型钢组合楼盖耐火试验结果，给出满足我国规范多层建筑60分钟耐火极限要求的冷成型钢托梁龙骨-ALC板组合楼盖形式及抗火措施。提出带夹心墙板单元的冷成型钢组合墙体，并根据前期组合墙体耐火试验结果、所提出的组合墙体隐式差分传热模型及热-力耦合模型，进行单侧受火冷成型钢组合墙体模拟与分析，提出满足90、120及150分钟耐火极限要求的冷成型钢承重组合墙体具体形式、构造措施及荷载水平，由此实现多层冷成型钢龙骨剪力墙结构体系实用抗火设计。　　本文创新点如下:　　(1)首次尝试分析并发现了瞬态与稳态试验方法对冷成型钢高温力学性能并不等效，发现并分析了Q345及G550冷成型钢平板与转角部位高温材性差异性，在此基础上，提出冷成型钢高温材性折减系数及本构关系表达式。　　(2)完成了11片冷成型钢承重组合墙体足尺耐火试验，证明了所提出的新型冷成型钢组合墙体能够满足我国现行建筑设计防火规范对多层建筑承重墙耐火要求，并为理论分析和数值模拟研究提供了实验依据。　　(3)提出单侧受火冷成型钢组合墙体隐式差分传热模型及热-力耦合简化理论模型，高效实现火灾条件下冷成型钢组合墙体温度场分布、墙体时间-变形曲线数值模拟以及耐火时间、龙骨立柱破坏模式预测。　　(4)提出适用于多层建筑结构的冷成型钢龙骨剪力墙结构体系，其中包括分别具有90、120及150分钟耐火极限的冷成型钢承重组合墙体以及具有60分钟耐火极限的冷成型钢组合楼盖的具体形式及构造措施，实现了该类结构体系实用抗火设计。