目前,钢结构被广泛应用于大空间结构中,钢材是对温度十分敏感的材料,在常温下钢材强度较高,当温度升高时强度迅速劣化,在高温下容易发生屈服现象。抗火性能是钢结构设计中必须谨慎考虑的一个难点,而国内外目前尚无详细的标准。因此,研究钢结构的抗火性能具有十分重要的理论意义和应用价值。本文以实际工程大空间钢屋架结构为研究对象,进行了钢铁冶金高大空间内实体火灾模拟实验,测试耐磨液压油的燃烧特性,监测液压油火焰高度、火源热辐射强度、温度场变化规律及记录烟气蔓延现象,分析顶棚钢框架受火温度影响程度,获得了在中功率火灾中起火点正上方钢屋架结构的温度变化规律。根据火灾温度分布理论的计算,分析了火灾温度场,由实验和模拟分析知,钢铁冶金高大空间的厂房内发生火灾时,厂房空间高大,垂直高度上烟羽流温度衰减较快。中功率火灾火焰高度最高可达5m,火焰焰心温度可达1000℃;距离油面2m高度温度可达800℃以上,7m高度的烟羽流温度低于100℃。顶棚、立面通风窗较多,顶棚自然排烟口的设置可有效排出高温烟气,避免了烟气大量集聚而造成烟气温度急剧升高,有效缓解钢结构受火影响程度。火源上方16m处钢架受火温度基本处于50℃以下。使用ABAQUS有限元软件对钢屋架进行火灾发生后结构力学性能模拟分析,其中包括桁架、钢梁、网架,在标准升温曲线下钢屋架结构在火灾中的应力、应变和位移变化的发展规律。ABAQUS有限元模拟结果显示,在无防火涂料时,钢桁架及钢梁在恒载、活载及火荷载共同作业组合下,能承受的温度范围约在400℃至550℃之间,与实验结果相比较,其抗火性能在中功率火灾下满足设计要求。本文研究结果可为大空间钢屋架结构抗火性能分析提供基础数据支撑及参考。