钢结构与其它结构形式相比，有着强度高、自重轻、空间大、灵活性好等明显的优势，因此广泛地应用于各种基础的建设。但相对于钢筋混凝土结构和混合结构等耐火结构，钢结构的耐火性能极差，其材料特性在火灾环境下，随着温度的升高而迅速降低。这种致命的缺陷大大影响了钢结构使用的安全性，在很大程度上阻碍了钢结构在实际工程中进一步的推广应用。对钢结构进行抗火设计就是为了加强钢结构的使用安全性，提高钢结构在火灾环境下的耐火时间。 本文对国内外一些已有的研究成果进行了整理，对火灾高温下钢材的性能进行了一定的对比分析，得出适用于钢结构抗火设计的材性(屈服强度、弹性模量)计算模式。 在查阅了大量的科研论文和借鉴他人，特别是李国强等人的研究成果的基础上，本文进行了完整系统的平面钢框架的整体抗火反应的有限元增量分析方法的推导。利用广义Clough模型作为单元的计算模型，建立了高温下平面钢框架的整体反应有限元增量分析方法和步骤。 本文采用材料非线性和几何非线性的有限元双重非线性方法进行分析。以ISO-834标准温度—时间关系曲线模拟火灾，采用大型有限元分析软件ANSYS中的三维热力耦合单元进行温度计算和力学分析。对三层三跨的钢框架整体结构进行抗火反应分析，假定火灾发生在不同层不同跨的房间分别进行计算，得到各种情况的耐火时间和临界温度。为了进行整体结构和单个构件抗火反应的对比，还采用同样的方法对单根梁进行了计算。 分析结果表明：无防火保护钢框架整体结构的抗火性能远远高于单个构件的抗火性能：对于多高层钢框架结构，火灾发生在框架底层房间和中跨房间对整体结构更为不利，实际中应加强防火保护，如果火灾发生在顶层或边跨房间，只会对该房间或临近房间影响较大，而对整体结构的影响不大，可适当减少防火保护：框架中柱的强度和尺寸对提高整体结构的抗火性能起着至关重要的作用，应作为防火保护的重点，如果采用钢管混凝土、钢骨混凝土柱等结构形式，更会提高整体结构的抗火性能，而梁的强度提高和尺寸加大对结构的抗火性能提高不大，可适当减少防火保护。