预应力钢结构在我国的发展时间跨度已有50年,从对这门学科最初的空白、陌生到如今对它的应用、青睐,近20年倍受重视,我国现有大型预应力钢结构工程百座,规模与技术水平都已在世界上名列前茅。大跨度预应力钢结构优点十分凸显,受力合理、刚度大、自重轻、制作安装方便,近十年受到国内外科学人士和工程师们的广泛关注,应用前景也无比广阔。然而,钢结构包括预应力钢结构,都有一个致命的弱点,即耐火性能不佳,因而进行钢结构抗火性能受到越来越多的重视,具有深远意义。在工程实际中,一般都采用弹性设计,即采用弹性力学研究分析结构的应力和变形分布规律,使结构变形限制在弹性变形的范围内。按弹性设计确保结构的安全是必要的,但是在某些情况下,弹性设计将造成材料在一定程度上的浪费。若允许结构内部局部区域出现一定的塑性变形,这样就可以更好的发挥材料的性能,从而提高整个结构的承载能力。本文在阅读大量国内外文献的基础上,将钢结构抗火性和弹塑性研究二者结合起来,对大跨度预应力钢梁作了以下研究:(1)对预应力钢梁力学与热力学相关理论进行归纳总结,确定大跨度预应力钢梁高温下材料模型与参数如何选取;(2)运用有限元分析方法,建立模型,设置参数,模拟高温(火灾)环境,确定瞬态热力学分析与结构分析方法;(3)利用ANSYS有限元分析软件,考虑不同跨度、不同布索方式和不同预应力索数量,对高温下预应力钢梁进行分析,得出以上三种因素对钢梁极限荷载、跨中挠度变化值和预应力损失比重的影响规律:跨度越大,极限荷载值越小,跨中挠度变化值越大;与直线索预应力钢梁相比,曲线索预应力钢梁的承载能力更强,产生的变形更小;温度越高,预应力损失比重越大;增加预应力索数量可以增强预应力钢梁的承载能力,减小变形,并且减缓预应力损失。本文希望通过对高温(火灾)环境下大跨度预应力钢梁进行了弹塑性研究,所取得研究成果可为今后工程抗火设计与应用提供参考。