不同生产工艺的500 MPa抗震钢筋高应变低周疲劳性能分析

为研究不同生产工艺的500 MPa钢筋在地震载荷下的抗震性能,通过控制总应变幅恒定,分别对直径为?20 mm未加工的HRB500余热处理(QST)和钒氮微合金化(VNM)热轧带肋钢筋进行高应变低周疲劳试验。采用Hollomon和Coffin-Manson公式拟合疲劳数据,得到新的钢筋抗震性能评估模型即循环韧度。结果表明:500VNM钢筋的应变为3.5%,其在各应变范围下的疲劳寿命均大于500QST,且循环韧度比500QST大约16%,这是其表层回火马氏体中二次裂纹在循环载荷下大量萌生并快速扩展造成的。钒氮微合金化钢筋循环韧度相对较高,在1%～4%循环应变范围内的滞后环面积均较大,且疲劳断口出现密集且较深的轮胎花样,说明在循环过程中消耗了大量的塑性变形功,V(C,N)纳米颗粒阻挡裂纹扩展使其钝化,避免了应力集中以及应变局部化现象的产生,使钢筋具有更高的抗震能力。