高速发展的中国高强度钢——高强钢的抗火设计

高强度钢材的化学成分和生产工艺都会影响其在高温下的力学性能，包括火灾下其力学性能随温度升高而降低的速度，以及火灾后钢材的残余性能。

《钢结构设计标准》GB 500171 规定建筑钢结构应参照《建筑钢结构防火技术规范 》GB5124949进行抗火性能验算。《建筑钢结构防火技术规范 》GB 51249 中关于高温下钢材的屈服强度折减系数 (𝜂sT) 和弹性模量折减系数 (𝜒sT) 计算公式如公式 7-1 和7-2 所示，适用于强度等级不超过Q460 的钢材。其中屈服强度折减系数 𝜂sT 的计算公式参照欧盟标准 EN 1993-1-2；弹性模量折减系数 𝜒sT 是根据 Q235 和 Q345 钢材高温下材性试验得到，其折减系数高于 EN 1993-1-250中的系数取值。

需要注意的是，高强钢构件的板厚可能更小，因此构件的升温速度可能比对应承载力的普通钢构件升温速度更快。

EN 1993-1-2 中，屈服强度和弹性模量折减系数以列表的形式给出，如表 EN 7.1 所示，适用于强度等级不超过S460 的钢材。试验表明，表中的折减系数取值同样可以适用于S460 至 S700 钢材（强度等级低于或高于 S460 的钢材高温下力学性能存在很大的差异，尤其是弹性模量）。因此 EN 1993-1-1220 规定 EN 1993-1-2 中的规定可以适用于强度等级不超过 S700 的高强度钢材。

表 EN 7.1 EN 1993-1-2 中屈服强度和弹性模量折减系数

火灾后力学性能

一般来说，温度在 500℃以内似乎不会影响高强度钢材的力学性能。但是，高温冷却会对钢材的强度和延性产生影响，这取决于钢材生产过程中的热处理工艺。因此，温度超过 500℃的高强度钢材的火灾后力学性能将与普通强度钢有所区别。

耐火钢

通过添加特定合金元素并严格控制碳含量可以提高钢材的耐火性能。耐火钢通常定义为在 600 °C 时屈服强度大于室温屈服强度的 67%，而传统钢材在 600 °C 时屈服强度仅为室温屈服强度的 47%。耐火钢最大的应用市场在日本，通常被用于多层停车场、外部钢框架结构和体育设施。尽管耐火钢在中国目前应用还十分有限，但已研发出了设计强度高达460MPa 的轧制板材和轧制型钢耐火钢。

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