玻璃幕墙因为具有较好的透明性和美观性近年来被广泛的作为建筑外墙使用,然而玻璃材料的抗火性能较低,幕墙玻璃通常是外墙结构中最脆弱的部分,因此大规模的应用带来了火灾风险。火灾中玻璃板极易发生破裂形成纵横交错的多条裂纹,当裂纹围合成“岛屿”时,在诸如风荷载等外界环境和火灾耦合作用下玻璃板通常会从框架上脱落形成新的通风口。新的通风口加速以通风控制型的室内火灾发展,造成灾难性的回燃甚至轰燃发生。室内火灾产生的火溢流也会通过新的通风口将火势蔓延到上层建筑。因此,玻璃破裂脱落将极大加速火灾发展,导致建筑发生内外立体交互式火蔓延。本研究通过实验揭示了火灾场景中不同种类的玻璃幕墙和外界风载荷作用下的玻璃板的破裂行为。通过数值计算准确的预测了玻璃板的温度场、应力场、首次破裂时间及动态裂纹扩展,为玻璃幕墙抗火设计提供了一定的理论支撑。通过数值计算分析预测了密闭腔室内在辐射热源作用下Low-E和透明玻璃板的温度场分布,首次破裂时间、应力分布以及单裂纹的动态扩展形式。计算结果表明在接受热辐射的同样时间内,Low-E玻璃板的温度要低于没有镀膜的普通透明玻璃板,且Low-E玻璃具有更好的耐火性能。所建立的基于有限元法的热力学-固体力学耦合玻璃幕墙在火灾中的破裂预测模型的可以填补Low-E玻璃幕墙的耐火性能评估所缺乏的理论支撑。探究了在不同外界风速存在的情况下火灾中点支撑式玻璃幕墙的破裂机理。实验结果表明随着风速的增加,玻璃板首次破裂发生所需的时间减少,脱落率相应增高。所建立的热力学-固体力学耦合数值计算模型揭示了火灾中存在外界风载荷作用时的点支撑式玻璃幕墙应力场分布。基于此数值模型,使用Levenberg-Marquardt求解器求解最小二乘法从而得到了背火面侧的玻璃板表面的对流换热系数换热系数。采用实验和数值计算方法研究了不同安装形式对点支撑式玻璃幕墙破裂行为的影响。结果表明不同类型的点支撑式玻璃幕墙的首次破裂时间分布于68-421 s的范围内,其中单点支撑玻璃幕墙首次破裂的时间最长,但玻璃碎块最终完全掉出框架,而六点支撑的玻璃幕墙的首次破裂时间最短,但破裂后没有发生脱落。数值计算得到了两点、四点、六点（支撑点垂直排列）和六点（支撑点水平排列）的四种不同类型的点支撑玻璃幕墙的首次破裂时间分别为256 s、263 s、117 s 和 97 s,这与实验中的工况 4（259 s）、7（278 s）、11（117 s）和13（83 s）的实际发生首次破裂时间的结果非常吻合,表明该热力学-固体力学耦合数值计算模型的准确性。基于实验验证准确性的数值计算模型,利用二次逼近的边界优化方法对孔中心到玻璃边缘的距离L进行优化计算,计算结果表明优化得到的L值使得玻璃板具有更好的耐火性。该优化计算工具可以工程实践提供参考。通过对三种不同支撑点周围遮蔽面积的点支撑式玻璃幕墙在火灾场景中的实验研究得出相对较小的支撑点周围遮蔽面积的玻璃幕墙的首次破裂时间越长,但最终从框架脱落的比例越高。在遮蔽面积最大的工况1的四次重复实验中玻璃板最终脱落率均为0%,这是由于虽然玻璃板从孔边缘起裂,但较大的遮蔽面积提供了一定的支撑约束作用,使得玻璃板虽破裂但不至于从框架上脱落。数值计算得到的工况1的第编号2、工况2的编号2和工况3的编号1的实验的首次破裂时间分别为131 s、155 s和200 s,这与实验结果,即130 s、150 s和185 s,二者非常相近,通过与实验结果对比验证了本数值计算模型的准确性。