结构抗火研究的实质是描述火灾下结构的变形和受力性能。钢柱是钢结构的主要承重构件,火灾下钢柱的破坏将导致结构的倒塌,造成严重的人员伤亡和财产损失。常温下,蠕变对钢构件的影响较小,但在高温下钢材将产生明显的蠕变变形,对钢结构火灾下的变形和受力性能产生较大的影响。高强钢材具有比普通钢材更高的强度,在相同的受力条件下,使用高强钢材不仅可以缩小截面尺寸,节约钢材用量,同时还能减少运输、焊接等工作量,通过缩短工期带来可观的经济效益。目前国内外的钢结构抗火设计规范中,钢柱承载力计算公式都是基于普通钢柱的试验数据提出的,并且没有考虑高温蠕变的影响。为了研究高温蠕变对钢柱抗火性能的影响,本文引入钢材高温下的力学参数和蠕变参数,采用ANSYS有限元程序建立了考虑蠕变影响钢柱的抗火分析模型。将有限元的分析结果与钢柱的抗火试验数据对比,发现考虑蠕变效应后钢柱的轴向位移和跨中挠度与不考虑蠕变效应的结果差别较大;当钢柱破坏温度超过600℃时,考虑蠕变效应钢柱的有限元分析结果与试验结果吻合较好。因此,对于破坏温度超过600℃的钢柱在抗火分析中应该将蠕变因素单独考虑,否则结果将偏于不安全。利用验证过的有限元模型分别对普通钢柱和高强度Q460钢柱进行了大量的参数分析,并与现行规范的钢柱抗火承载力进行了对比。结果表明:长细比、荷载比、升温速率、初始缺陷(残余应力、初弯曲、初偏心)和弯曲方向对考虑蠕变效应后钢柱的抗火承载力有明显的影响,普通钢的截面形式和屈服强度对钢柱抗火承载力的影响较小;高强度Q460钢柱的抗火性能优于普通钢柱,《建筑钢结构防火技术规范》CECS 200:2006中钢柱的抗火设计结果不适用于高强度Q460钢柱。基于参数分析结果和理论推导,提出了一种考虑蠕变影响钢柱抗火承载力的设计方法。本文的研究主要有三个创新之处。第一个创新点是定量研究高温蠕变对普通钢柱火灾行为的影响;第二的创新点是研究了考虑蠕变与不考虑蠕变效应的高强度Q460钢柱在火灾下的变形和受力性能;第三个创新点是提出了一种考虑蠕变影响钢柱抗火承载力的设计方法。