钢管混凝土结构具有良好的力学性能,近年来被广泛应用在土木工程领域。钢管和煤矸石混凝土的组合,既能进一步发挥钢管混凝土结构质轻高强的优势,同时还可以无害化的将煤矸石变废为宝。目前,对于钢管煤矸石混凝土柱常温下的力学性能研究已经比较全面,但当今世界火灾频发,若想实现钢管煤矸石混凝土柱的大规模应用,对其抗火性能的研究必不可少。本文利用有限元计算软件,对标准火灾下钢管煤矸石混凝土柱的温度场和承载力展开分析。主要研究内容和研究结果如下:本文选取合理的钢材和煤矸石混凝土热工参数和高温本构模型,设置单元类型、接触条件、边界条件,建立了火灾作用下钢管煤矸石混凝土柱的温度场模型和承载力模型,并展开有限元分析。基于有限元模型对钢管煤矸石混凝土柱在均匀受火、单面受火及有无防火保护层的温度场特点进行分析,并与火灾下普通钢管混凝土柱的温度场进行了对比。另外,通过改变火灾时间、含钢率、截面尺寸、保护层厚度等参数对构件展开深入分析,总结影响构件温度场分布的关键因素,提出了火灾下钢管煤矸石混凝土柱温度场的计算公式。其次,对火灾下钢管煤矸石混凝土柱受力特点进行分析,对其荷载-位移曲线、钢管应力发展、混凝土应力发展以及钢管和混凝土之间接触应力的变化规律展开分析,并在此基础上通过改变火灾时间、材料强度、混凝土种类、含钢率、截面尺寸等参数展开分析。最后基于各国规范,提出了火灾下钢管煤矸石混凝土柱的极限承载力计算公式。研究结果表明,火灾下钢管煤矸石混凝土柱的温度场分布特点与普通钢管混凝土柱类似,但钢管煤矸石混凝土柱的截面温度明显低于普通钢管混凝土柱;火灾作用下钢管煤矸石混凝土柱的极限承载力损失低于普通钢管混凝土柱。对温度场的分析发现:升温时间、截面尺寸、防火保护层厚度和受火方式是影响钢管煤矸石混凝土柱温度场分布的重要因素;其中保护层厚度对温度场的影响大于截面尺寸,但是当保护层厚度达到15mm后隔热效果提升幅度减小,经济性变差。对力学性能的分析发现:对于无防火保护层构件火灾时间超过60 min时,钢管基本失去承载能力;随火灾时间增加,钢材和外层混凝土退出工作,荷载向混凝土核心处转移;随温度升高,含钢率及钢材强度的提升对构件承载力提升效果减弱,截面尺寸及防火涂料是影响钢管煤矸石混凝土柱火灾下承载力的重要因素。最后,本文提出的温度场计算公式和极限承载力计算公式可以有效地预测标准火灾作用下钢管煤矸石混凝土柱的温度和承载力。