该文对预应力混凝土结构在火灾下物理力学性能及结构抗火设计方法进行了研究,主要包括四个方面:组成预应力混凝土结构材料的高温物理力学性能、预应力钢筋高温蠕变特性、预应力混凝土结构温度场和应力场非线性有限元分析、基于计算的预应力混凝土结构抗火设计方法.该文对国内外关于混凝土、钢筋热工参数及力学性能随温度变化的规律进行了归纳总结和比较.为了研究预应力筋高温蠕变规律,对高强预应力钢丝进行了高温蠕变试验,通过试验建立了预应力钢丝的高温蠕变和蠕变率模型,采用预应力钢筋高温蠕变率模型对附加预应力损失进行了有限元计算,计算结果表明高温蠕变引起的预应力损失是非常大的,并通过大量算例提出预应力钢筋高温蠕变引起的附加预应力损失估算公式.采用Microsoft Visual C++6.0和Compaq Visual Fortran6.0两种语言,并结合ANSYS程序提供的单元库和非线性方程求解器,编制了火灾下结构温度场非线性有限元程序PFIRE-T和火灾下预应力混凝土结构非线性有限元程序PRC-FIRE.通过算例整理了预应力梁不同截面尺寸在不同耐火极限下的温度图表和等温线图,并对钢筋对温度场分布的影响、300℃和800℃等温线位置的确定和涂防火涂料构件温度场分布、火灾下预应力钢筋混凝土框架实体非线性有限元分析等方面进行了计算和讨论.提出基于计算的预应力混凝土结构抗火设计思想,引入火灾荷载确定的新方法,建立了适用于结构抗火设计的荷载组合公式.采用二台阶模型作为混凝土高温强度计算模型,对受火截面的等效截面面积计算公式进行推导;建立了火灾下预应力混凝土结构承载能力极限状态的计算公式、火灾下预应力混凝土结构构件挠度计算方法,对预应力混凝土结构抗火设计的构造措施进行了讨论.