近几十年来,国内学者对钢管混凝土柱的防火性能进行了大量的试验和理论研究,但钢材多为普通钢,也有不少学者对耐火钢构件进行了抗火分析,查阅文献发现,未曾有学者对耐火钢-钢管混凝土柱展开抗火研究。本文以此为出发点,结合耐火钢、混凝土二者优点,分析耐火钢-钢管混凝土柱的防火性能。本文首先利用ANYSY有限元软件对火灾升温曲线下耐火钢-钢管混凝土柱进行温度场模拟,变化了钢管直径、长细比、含钢率、钢材强度、混凝土强度、受火时间、荷载偏心率、荷载比等参数,采用数值计算方法求解耐火钢-圆钢管混凝土柱和耐火钢-方钢管混凝土柱耐火极限和承载力。提出了耐火极限和承载力的实用计算公式,公式与数值计算结果吻合度高,可为有关工程的抗火设计提供参考。研究结果表明,与普通柱相比,耐火钢-钢管混凝土柱耐火极限和承载力提高显著,因此可减薄防火涂层。采用厚涂型钢结构防火涂料、水泥砂浆、蒸压加气混凝土板作为防火保护层,变化混凝土强度、长细比等参数,利用ANYSY有限元软件分析耐火钢-钢管混凝土柱在火灾升温曲线下的温度场,采用数值计算方法求解所需的防火保护层厚度,提出了三种保护层厚度的实用计算公式。对比普通柱,耐火钢-钢管混凝土柱所需的防火保护层厚度减少显著,可节省建筑使用空间。分析了多个参数对普通钢管混凝土扁柱的承载力、耐火极限、厚涂型钢结构防火涂料厚度的影响。将扁柱与等面积的方柱、等周长的方柱进行了对比分析,扁柱的承载力系数、耐火极限均小于等面积、等周长的方柱,扁柱需要的厚涂型防火涂料厚度远大于等面积、等周长的方柱。采用普通钢时,扁柱所需的厚涂型钢结构防火涂料较大,达不到减少占用建筑空间的目的,将普通钢替换为耐火钢,分析了耐火钢-钢管混凝土扁柱的防火涂料厚度。在ISO-834标准升温曲线作用下,进行了3个耐火钢-方钢管混凝土柱和1个普通钢管混凝土柱的耐火极限实验研究,分析耐火钢替换普通钢后对钢管混凝土柱防火性能的提高程度,并研究防火涂料厚度对耐火钢-钢管混凝土柱防火性能的影响。试验结果表明,使用同样厚度的防火涂料时耐火钢-方钢管混凝土柱的耐火极限明显高于普通柱,约为普通钢管混凝土柱的2倍,防火性能显著提高。耐火钢-钢管混凝土柱防火性能分析是本文的最主要研究内容,本文还研究了仅考虑扭转约束不考虑侧向约束的檩条扭转问题,具体包括以下两个方面的内容：改变屋面板厚度、檩条厚度、檩条腹板高度、立缝支架形式,对28组压型钢板屋面檩条体系进行足尺试验,研究体系总扭转刚度和影响总扭转刚度的因素。采用ANSYS有限元分析软件建模,分析屋面板、立缝支架和檩条自身三者的抗扭刚度,分析结果与试验结果吻合较好,并提出屋面板、立缝支架和檩条自身的抗扭刚度的计算式。将试验结果和有限元分析结果对比,得到总抗扭刚度由屋面板、支架和檩条自身三者串联而成。试验和有限元分析均表明影响总扭转刚度最主要的因素是檩条厚度。采用开口薄壁构件理论,在忽略屋面板对檩条的侧向约束条件下,根据上翼缘受扭转约束的简支檩条的线性总势能方程,应用变分法推导无支撑C形和Z形檩条在风吸力作用下的扭转角、位移表达式。考虑屈曲前应力在檩条弯扭屈曲变形过程中产生的非线性应变能,根据其弯扭总势能方程,采用势能驻值原理推导无支撑C形和Z形檩条的临界弯矩表达式。扭转角、位移和临界弯矩表达式与采用ANSYS板壳单元建模的结果对比,吻合很好,表明理论公式精度很高可用于设计。