随着我国城市化进程加快,城市有限的地面空间已不能满足人们日益增长的土地需求,由此引发了人们对地下空间的利用与探索。高效、合理的地下空间利用为城市中心的重建提供了巨大的空间资源,同时存在一定的隐患。比如,宏观方面关于城市地下空间分层规划研究,微观方面关于城市地下空间钢筋混凝土构件的耐火性研究。一方面,我国各城市对下空间层次并无统一的划分标准,地下设施竖向规划详细性研究较少,相关研究可以实现有助于城市地下空间的管理及资源有序、可持续性开发利用。另一方面,本文对城市地下空间钢筋混凝土结构的耐火性的研究对象主要是地铁咽喉区中的梁、板、柱等结构构件。地铁咽喉区和物业开发结合在一起的综合体建筑,现行规范中对此类该类建筑与民用建筑组合建造的防火要求未予以明确,缺乏适用规范。基于国内外研究现状和上述问题,本文采用实地调查、层次分析、数值模拟等方法,展开具体工作如下:(1)通过调研国内49个城市分层规划现状,按照城市类型进行地下空间层次划分,并结合国内已建成设施案例、相关规范及各类设施的自身特点,研究多种地下设施适宜建深度,为城市地下空间分层规范研究奠定基础。(2)基于城市地下空间开发综合效益最佳原则,建立层次分析模型,结合专家打分结果,得到各种地下设施的权重排序,解决地下空间开发过程中可能存在的多种地下设施竖向冲突问题。(3)基于国内外学者对热工和热力学性能相关研究和参数选取经验,提出了适用于地下空间钢筋混凝土梁、板、柱耐火性能研究的材料参数。基于ABAQUS有限元软件建立钢筋混凝土梁、板、柱数值分析模型,并通过与实际工程结果对比验证了模型的正确性和适用性。通过拟合分析计算建立了钢筋混凝土梁在高温下不同保护层厚度与相对挠度的计算公式,并确定了钢筋混凝土梁的合理保护层厚度。通过高温下不同保护层厚度钢筋混凝土板的耐火性分析,结合高温下不同保护层厚度对板截面刚度和抗弯承载力的影响,确定了钢筋混凝土板的合理保护层厚度。通过高温下不同保护层厚度钢筋混凝土柱的耐火性分析,改变极限承载力和箍筋加密程度,确定了钢筋混凝土柱的合理保护层厚度及快速判别其安全性的方法。相关研究结果为地下工程中钢筋混凝土构件耐火设计提供了参考。