摘要：超薄膨胀型钢结构防火涂料在国内外的钢结构工程中得到了广泛使用,而其在火灾条件下的膨胀变化过程非常复杂,涂料动态的膨胀变化过程导致受其保护的钢板温度计算比较困难。本文在国家自然科学基金项目“钢结构交错桁架体系抗火性能研究”(编号：50706059)和湖南省自然科学基金重点项目“重载铁路隧道高载荷重大火灾动力学特性及控制方法研究”(编号12JJ2033)的支持下,初步分析了火灾下膨胀型钢结构防火涂料的防火保护机理,通过试验对超薄型防火涂料在火灾下的响应性能及其保护下钢板的温升规律进行了研究,建立了该类型涂料在火灾下的膨胀简化预测模型。本论文主要完成了以下工作：(1)进行了超薄型防火涂料的TG-DTA实验,分析了火灾高温下超薄型钢结构防火涂料的防火保护机理,阐述了超薄膨胀型防火涂料在火灾高温下的发泡膨胀原理、炭层形成过程及炭化消耗机理,分析了炭质层厚度、导热系数等因素对涂料防火保护性能的影响。(2)分别采用油盘火加热方式和电炉加热方式开展了超薄型防火涂料在火灾下的响应性能及其保护下小钢板温升试验研究,获得了不同涂层厚度及不同热环境下受超薄型防火涂料保护的钢板温升规律以及涂料的变化特性。(3)结合膨胀型防火涂料本身的膨胀保护机理,将涂料的作用过程简化为稳定阶段、发泡膨胀阶段、炭化消耗阶段和无机层阶段,给出了各个阶段的定解条件,建立了数学模型来预测和解释膨胀型防火涂料的作用过程,通过参数分析,获得了导热系数、膨胀倍数、以及膨胀与炭化临界温度等因素对涂料防火保护性能的影响规律,同时通过理论模型计算结果和试验结果的对比分析,验证了模型的准确性和实用性。本文的研究成果对超薄膨胀型钢结构防火涂料保护下钢构件的温度计算提供一种方法和参考。