船舶舱室火灾容易造成严重的人员伤亡和财产损失。在火灾高温场景下,舱室结构温度会迅速上升,产生显著的热应力,同时材料的力学性能也会随着温度升高而迅速下降,这些将会导致舱室结构的承载能力下降。因此,有必要针对舱室典型构件开展火灾下的热力响应和极限强度研究。本文基于大涡模拟算法,使用FDS火灾动力学仿真软件模拟舱室火灾发展过程。考虑环境与结构的对流辐射换热,以及结构的初始缺陷和材料的高温热力学特性,采用顺序热力耦合算法计算甲板板架在火灾发展过程中的动态热力响应,基于显式动态算法开展板架轴向压缩载荷作用下的高温剩余极限强度研究。本文首先针对密闭舱室油池火灾进行甲板板架结构热力响应和高温剩余极限强度分析,研究其响应特性与失效模式,比较不同油池位置对甲板板架强度的影响;然后考虑舱室通风条件以及不同油池面积等影响因素,开展火灾动力学模拟仿真,分析不同火灾场景下的舱室火灾发展规律,对比不同火灾工况对板架热力响应与剩余强度的影响,总结了氧气控制型、燃料控制型和过渡型等三种火灾类型下结构响应特点,发现大型油池火灾在前期对结构威胁较大,过渡型火灾在中后期威胁更大;最后开展火灾下涂设防火涂料板架的热力响应与强度研究,并分析比较涂料不同涂设位置对板架强度的影响。研究表明,防火涂料可以有效阻止热量传递,且甲板板和纵骨的保护对板架极限强度的提高尤为重要。本文研究工作可为船舶与海洋结构物在火灾事故状态下的结构热力响应和极限强度研究的有效分析手段,为结构抗火设计与安全评估提供参考。