鋼材作為工業(yè)建設(shè)中不可或缺的基礎(chǔ)材料，其強(qiáng)度性能直接關(guān)系到結(jié)構(gòu)的安全性與耐久性。鋼結(jié)構(gòu)耐火性能差，火災(zāi)下鋼材的物理和力學(xué)性能會(huì)發(fā)生改變，從而使構(gòu)件承載力降低、變形增加，最終導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)的損傷與破壞。建筑鋼結(jié)構(gòu)火災(zāi)后的檢測與評(píng)估程序主要包括：了解建筑火災(zāi)前概況、查明災(zāi)后結(jié)構(gòu)損傷、判定火場最高溫度、檢測鋼材力學(xué)性能、驗(yàn)算結(jié)構(gòu)承載力、評(píng)定災(zāi)后結(jié)構(gòu)安全等級(jí)，給出處理建議�；馂�(zāi)后鋼結(jié)構(gòu)性能評(píng)估主要包含材料性能、構(gòu)件以及整體結(jié)構(gòu)三方面，測定過火后鋼材材料性能是構(gòu)件及整體結(jié)構(gòu)評(píng)估的基礎(chǔ)。

隨著科技的進(jìn)步，鋼材性能的檢測方法也主要包括六個(gè)關(guān)鍵階段：早期基礎(chǔ)測試、機(jī)械試驗(yàn)機(jī)發(fā)展、電子與自動(dòng)化、無損檢測技術(shù)、多元化檢測方法、智能化與網(wǎng)絡(luò)化。

本文主要講講硬度法在火災(zāi)后鋼材強(qiáng)度檢測的應(yīng)用情況。

火場高溫對(duì)鋼材性能影響較大。在鋼結(jié)構(gòu)事故中，由于火災(zāi)而導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)發(fā)生不同程度損傷的比例約60%，評(píng)估過火后鋼結(jié)構(gòu)的殘余承載力是判斷結(jié)構(gòu)是否失效的重要依據(jù)之一，而檢測火災(zāi)后鋼材強(qiáng)度，是評(píng)估結(jié)構(gòu)殘余承載力的基礎(chǔ)，也是后續(xù)加固處理的重要依據(jù)。

1、火災(zāi)對(duì)鋼材屈服強(qiáng)度的影響相關(guān)試驗(yàn)研究指出^[1]：

• Q235、Q345、Q420等鋼材屈服強(qiáng)度在最高過火溫度600℃以下區(qū)別較小，折減系數(shù)位于0.80以上，波動(dòng)范圍較小。

• 當(dāng)最高過火溫度超過600℃時(shí)，自然冷卻條件下，隨最高過火溫度的升高，折減系數(shù)有明顯的降低趨勢，至900℃以上時(shí)，屈服強(qiáng)度殘余不足40%。

• 浸水及噴水冷卻之后，相較自然冷卻，鋼材屈服強(qiáng)度未出現(xiàn)較明顯的折減。

• 試驗(yàn)所得折減系數(shù)與《火災(zāi)后建筑結(jié)構(gòu)鑒定標(biāo)準(zhǔn)》CECS 252-2009中的高溫過火后鋼材屈服強(qiáng)度折減系數(shù)規(guī)定值接近，能夠保證火災(zāi)過火后殘余強(qiáng)度評(píng)估的安全性要求。標(biāo)準(zhǔn)中的屈服強(qiáng)度折減系數(shù)參考值見表1。

2、鋼材的彈性模量折減系數(shù)隨最高過火溫度的提升波動(dòng)較小。

3、自然冷卻條件下，鋼材的斷后伸長率隨最高過火溫度的提升而提升，鋼材延性增強(qiáng)。澆水冷卻等條件下，鋼材的斷后伸長率隨最高過火溫度的提升而明顯下降，鋼材延性減弱。

4、對(duì)接焊縫在高溫過火后同樣出現(xiàn)劣化，并且隨著溫度的升高劣化程度超過母材，焊縫連接斷裂位置由母材轉(zhuǎn)移至焊縫處，冷卻方式對(duì)于對(duì)接焊縫高溫過火后力學(xué)性能影響不大。

5、角焊縫極限強(qiáng)度隨著最高過火溫度的提升而降低，但澆水冷卻能夠減小極限強(qiáng)度的降低程度。

王武剛以H型鋼為試驗(yàn)對(duì)象，研究了過火時(shí)間15mins以內(nèi)，在100℃-600℃溫度下受壓型鋼承載能力及里氏硬度值的變化規(guī)律。在100℃-300℃的溫度下，試件承載力基本不受影響，沒有屈曲現(xiàn)象發(fā)生；在400℃-600℃的溫度下，試件承載力下降，發(fā)生不同程度的屈曲變形。不同試驗(yàn)條件下的里氏硬度變化規(guī)律如下^[2]：

1、火場溫度100℃-600℃以下，冷卻方式對(duì)里氏硬度值存在影響：對(duì)于Q235、Q345鋼材，過火時(shí)間和溫度相同，澆水冷卻比自然冷卻的試件的里氏硬度平均值分別高35HLD、20HLD。冷卻方式和過火時(shí)間相同，里氏硬度隨過火溫度提升略有增大，增幅在10HLD左右。過火溫度和冷卻方式相同，里氏硬度基本不隨過火時(shí)間發(fā)生變化。

2、不同位置對(duì)里氏硬度值的影響：翼緣位置測試的里氏硬度值要高出腹板位置測試的里氏硬度值35HLD左右。

綜上，通過火災(zāi)后鋼材里氏硬度值的變化規(guī)律，可以大致推斷出火場溫度區(qū)間，進(jìn)而可以查出鋼材強(qiáng)度折減系數(shù)的參考值，這對(duì)于實(shí)際工程應(yīng)用具有一定的參考價(jià)值。

火災(zāi)后鋼材的里氏硬度值隨過火溫度變化存在一定規(guī)律，通過里氏硬度值輔助判斷火場溫度，并結(jié)合現(xiàn)場取樣試驗(yàn)結(jié)果，綜合推斷鋼材強(qiáng)度或牌號(hào)。此方法還需要大量的工程驗(yàn)證，尤其是與原設(shè)計(jì)不符時(shí)，不建議輕易采用無損法直接推斷鋼材強(qiáng)度或種類.