大空间建筑火灾有着与普通室内火灾显著不同的特点，传统的建筑防火方法不适用于大空间火灾。随着近年来我国大型公共建筑的增多，对大空间火灾，特别是大空间钢结构建筑火灾的防治是个急需解决的问题。目前国内外对大空间火灾中的烟气流动规律和钢结构的抗火问题都有一定的研究成果，但是尚未出现把两者结合起来的系统性研究。因此，针对大空间这一特殊建筑形式的钢结构抗火研究具有重要的理论和实际意义。 基于双区域模型思想，对多种区域模型进行计算，并与较为精确的场模型结果进行对比。选取其中计算结果较为准确的Zukoski—McCaffrey双区域模型进行修正和补充，使区域模型的计算范围和计算精度都大为提高。对大空间建筑火灾中的烟气层下降、烟气温度升高的规律作了细致的参数分析。大空间火灾中上部烟气层的温度随着火源功率的增大而增大，随着建筑空间体积的增大而减小。经过对算例结果的分析对比，归纳出烟气层升温曲线的大致规律，并在此基础上拟合得到简化的大空间火灾中烟气升温曲线的计算方法。 运用热平衡方程对处于烟气中的钢构件进行升温计算。分别对无保护层钢构件和轻质保护层钢构件在只受烟气影响下的升温过程进行了变化参数的算例计算，并拟合得到简化的无保护层钢构件和轻质保护层钢构件在烟气影响下的升温计算公式。对于距离火源较近范围内的钢构件，还会因为受火焰辐射的影响而升温。通过对各种参数下火灾场景的计算，分析无保护层钢构件受火焰辐射影响的升温规律，总结出计算火焰辐射影响的简化方法，并给出了可以不考虑火焰辐射影响的大空间建筑的参数范围。由此便可得出完整的大空间火灾中钢构件升温曲线的简化计算方法。 运用有限元计算软件Ansys对门式钢刚架结构进行恒载升温的计算，分析归纳了影响门式钢刚架结构抗火临界温度的主要因素。在对不同柱高、跨度、截面尺寸的门式刚架的算例结果进行合并化简后，总结出简化计算表格，可对柱高不大于10m，跨度不大于52m，截面最大高度不大于900mm的任意门式钢刚架结构的抗火临界温度进行计算。并与大空间火灾中钢构件温度的计算方法相结合，给出了大空间建筑中门式钢刚架结构不需防火保护层的限值表。 运用有限元计算软件Ansys对平面桁架结构进行恒载升温计算，以求得结构的抗火临界温度。计算的截面形式包括双角钢T形截面、圆钢管和方钢管三种。对计算结果的分析表明，对于这种静定或超静定次数较低的结构形式，抗火临界温度受其他参数影响的变化不大，只与荷载比和最大应力水平控制杆件的位置有关。在此基础上总结出简化的计算大空间中平面桁架结构抗火临界温度的计算表格，并与大空间火灾中钢构件温度的计算方法相结合，给出了大空间建筑中平面桁架结构不用防火保护的限值。 上述研究将为工程设计人员提供一种用于平面大空间钢结构抗火设计的实用方法，并能够在一定程度上推动目前对大空间钢结构建筑的抗火研究，有助于该类建筑结构抗火分析与设计方法的发展，正确评价大空间建筑钢结构的耐火安全性，达到经济性与安全性相结合，防止大空间建筑钢结构在火灾中的整体倒塌。