工字鋼梁是橋梁工程中常用的一種鋼結構,，其性能在高溫環(huán)境中會發(fā)生變化,。在高溫下，工字鋼梁的強度和剛度會降低,，導致結構穩(wěn)定性降低,。材料的熱膨脹系數(shù)也會增加，這會導致結構的尺寸變化,，從而影響其承載能力和穩(wěn)定性,。在高溫環(huán)境下使用工字鋼梁時，需要采取相應的措施來保證其性能和安全性,。

一,、強度和剛度方面

• 強度降低：高溫會使工字鋼梁的強度降低。一般來說,，隨著溫度的升高,，鋼材的屈服強度和極限強度都會下降。例如在對高強度G450鋼的研究中發(fā)現(xiàn),，將其試件分別加熱升溫至200,，300，400,，500,，600，700,，800℃后，其力學性能發(fā)生了明顯變化,，包括屈服強度及極限強度的改變,，應力 - 應變曲線也與常溫時不同，且不同的冷卻方式（如泡沫冷卻,、自然冷卻和水冷卻）也會對最終的力學性能產(chǎn)生影響,，這些都表明了高溫下工字鋼梁強度方面的性能變化,。
• 剛度減小：高溫不僅影響強度，還會減小工字鋼梁的剛度,。鋼材的彈性模量在高溫下會降低,，而彈性模量是衡量材料剛度的重要指標，這就導致整個工字鋼梁的剛度減小,，從而影響建筑的整體穩(wěn)定性,。

二、撓度方面

• 在高溫下,，對于承受壓彎的工字鋼梁,，其撓度會發(fā)生變化。當鋼梁截面溫度小于等于300℃時,，可認為鋼梁處于彈性狀態(tài),，在兩端鉸接均布荷載作用下，彎矩作用在截面的一個對稱軸平面內(nèi),，通過一系列的力學分析（如建立平衡方程等）可研究其撓度變化情況,。隨著火災溫度升高（在火災場景下的高溫情況），壓彎工字鋼梁的受力狀態(tài)會發(fā)生改變,，撓度也會隨之變化,，這對于準確判斷其在火災燃燒不同時間所處的受力狀態(tài)有重要意義，也能使火災高溫下工字鋼梁的受力分析更加精確合理,。

三,、整體穩(wěn)定性方面

• 高溫后工字鋼梁的整體穩(wěn)定性能會受到影響。例如在對高溫后高強度G450工字鋼梁的研究中,，通過理論分析（如我國規(guī)范中的常溫及高溫下受彎構件整體穩(wěn)定承載力的計算方法延伸到高溫后受彎構件的整體穩(wěn)定承載力理論計算方法）,、有限元分析（利用有限元軟件ABAQUS建立高強度鋼梁的有限元模型并與理論計算結果對比驗證模型正確性）以及參數(shù)分析（分析初彎曲、升溫溫度和冷卻方式等對鋼梁整體穩(wěn)定極限承載力的影響）等多種方法,，發(fā)現(xiàn)高溫后的工字鋼梁在整體穩(wěn)定性方面存在性能變化,，包括穩(wěn)定驗算參數(shù)的改變等。

四,、殘余應力方面

• 在焊接工字形鋼梁中,，焊接過程產(chǎn)生的殘余應力是影響鋼梁極限狀態(tài)的重要因素之一。在高溫環(huán)境下,，對于殘余應力的處理存在不同觀點,，部分學者認為殘余應力在高溫中得到全部釋放可不考慮其影響，部分學者采用常溫狀態(tài)下的殘余應力計算則結果過于保守,。在高溫650℃左右時,，通過有限元模擬等方法研究發(fā)現(xiàn)，考慮殘余應力時單軸對稱工字形鋼梁的極限狀態(tài)會有變化,，這也體現(xiàn)了高溫下焊接工字鋼梁在殘余應力相關性能方面的變化,。

高溫對工字鋼梁彈性模量的影響

工字鋼梁高溫冷卻方式對比

火災下工字鋼梁撓度變化規(guī)律

工字鋼梁高溫后整體穩(wěn)定性評估