结构钢的高温力学性能指标是钢结构抗火设计的重要基础数据之一，掌握钢材高温力学性能对提高钢结构在火灾中的可靠性具有重要意义。本文利用WAW-1000微机控制电液伺服试验机及加温装置和定做的变形测量装置，采用恒温加载和恒载升温两种试验方法(国外又分别称为稳态试验和瞬态试验)，对我国四个大型钢材厂生产的16Mn结构钢在高温下的性能变化规律进行了226次试验研究。研究内容包括： 结构钢在常温至600℃范围内的应力-应变曲线、屈服强度、弹性模量、热膨胀系数和应力与温度共同作用下的变形。 通过恒温加载试验，得出钢材在高温下的强度和弹性模量随温度升高而降低的变化规律，给出强度、弹性模量和热膨胀系数的回归计算公式，并分析了试验的离散性。在该方法中，采用切线交点法确定钢材强度，并与其它方法强度取值进行比较。结果表明：按切线交点法取用的强度与0.5％应变对应的强度值接近。 在恒载升温试验中，利用屈服点的定义近似确定钢材高温强度，并与恒温加载下的钢材高温强度进行比较。结果表明：恒载升温比恒温加载下的钢材强度要小。通过对高温变形的试验结果分析，得出了钢材在应力与温度共同作用下的应变计算回归公式。该公式中的强度、应变与温度三者是一一对应关系，给定任意两个参数就可以直接得到第三个参数。其用途在于：进行钢结构抗火设计时，当确定了温度场和要求的屈服应变后可以从公式中直接取用强度。 本研究成果已应用于高度为610米的广州新电视塔钢结构外筒抗火安全评估。