近年来,伴随着我国经济的快速发展,建筑行业处在一个黄金发展时期,新材料和新技术在建筑领域的应用取得了前所未有的进步。不锈钢作为建筑结构材料的新成员,因其完美的外观、良好的力学性能和超强的耐腐蚀性能,受到了当今建筑师和结构工程师的青睐。然而,建筑火灾近年来频繁发生,造成了大量人员伤亡和财产损失,火灾作用下建筑结构的安全性面临着前所未有的挑战。不锈钢结构往往由于具有良好的外观效果,一般不采用任何防火措施,其在火灾作用下的受力性能显得尤为重要。目前,我国对不锈钢构件抗火性能研究相对较少,截面形状系数对不锈钢构件抗火性能影响的研究几乎空白。基于上述背景,本文对三面受火不锈钢梁抗火性能开展了数值模拟分析与研究,揭示了三面受火不锈钢梁在火灾下的受力性能与破坏机理,对不同截面形状系数的矩形截面和H形截面三面受火不锈钢梁进行了参数化分析,并给出了矩形截面和H形截面三面受火不锈钢梁承载力的计算理论。本文采用有限元软件ABAQUS对东南大学夏新凤以及L.Gardner和N.R.Baddoo开展的试验进行了数值模拟分析,获取了各试验试件的表面温度-时间曲线和跨中竖向变形-时间曲线的有限元结果,并将有限元计算结果与试验结果进行对比,验证了有限元分析模型的准确性。在此基础上,本文对影响三面受火不锈钢梁截面形状系数的关键因素进行了参数化分析,分析结果表明:对于三面受火矩形截面不锈钢梁,截面厚度对试件温度发展有较大影响,截面高度和截面宽度对试件温度发展影响相对较小;截面高度、截面宽度和截面厚度均对不锈钢梁的抗火性能有一定影响,其中截面厚度影响相对较大,试件临界温度随截面厚度增加而提高;对于三面受火H形截面不锈钢梁,翼缘厚度对试件温度发展影响较截面高度、截面宽度和腹板厚度更为明显;截面宽度和翼缘厚度对不锈钢梁抗火性能的影响较截面高度和腹板厚度更为明显,截面宽度和翼缘厚度越大,则试件临界温度越高。本文最后对现有的不锈钢梁抗火设计方法进行了归纳与提炼,并在此基础上,拟合出了矩形截面和H形截面三面受火不锈钢梁的承载力计算公式。采用拟合的承载力计算公式对东南大学夏新凤以及L.Gardner和N.R.Baddoo试验中不锈钢梁试件的承载力进行了计算,并与试验结果对比,发现此公式具有较好的精度,可以较为准确地预测三面受火不锈钢梁的承载力。