锈蚀钢筋混凝土柱拟动力试验研究

环境作用可导致钢筋锈蚀、混凝土腐蚀等结构材料性能的劣化，从而影响结构的适用性、甚至是安全性。为了研究钢筋锈蚀对混凝土柱在地震作用下反应的影响，本项目对锈蚀钢筋混凝土柱进行拟动力试验研究和理论分析：采用通电加速锈蚀方法使柱中钢筋发生锈蚀，得到与实际工程相接近的锈蚀钢筋混凝土构件，然后对这些构件进行拟动力试验研究，根据测得的外力和位移反应，对其延性、刚度、滞回和耗能性能进行分析，以寻求钢筋锈蚀程度、轴压比对不同截面形状、不同高度柱抗震性能的影响规律。采用反复荷载作用下锈蚀钢筋与混凝土粘结滑移本构关系建立有限元模型，对锈蚀钢筋混凝土柱的地震响应进行模拟，通过与试验数据对比验证计算模型的有效性。通过该课题的研究为锈蚀钢筋混凝土结构抗震设计、安全性评估，以及维修加固方案的选取提供可靠的试验依据和计算模型。

钢筋发生锈蚀会对钢筋混凝土结构的受力性能产生一定的影响，本课题采用试验、理论分析和数值模拟的方法，对锈蚀钢筋混凝土柱进行了拟动力试验研究。主要的工作和取得的成果包括：.（1）对15根钢筋混凝土矩形柱进行拟动力试验研究，主要考虑的参数包括：钢筋锈蚀率、轴压比、柱高度、箍筋间距等。通过试验分析了锈蚀钢筋混凝土矩形柱在地震作用下的破坏特征、强度退化、刚度退化、延性和耗能能力等。试验结果表明：钢筋发生锈蚀会导致混凝土保护层开裂，试件破坏时造成保护层混凝土大面积剥落，同时箍筋及受力钢筋面积减小、降低钢筋与混凝土的粘结强度，使构件的承载力、刚度、延性和耗能减小。.（2）对16根钢筋混凝土圆柱进行了拟动力试验研究，考虑的参数情况同矩形柱。通过拟动力试验分析了钢筋锈蚀对混凝土圆柱抗震性能的影响规律，并提出了锈蚀钢筋混凝土圆柱弹塑性计算方法，与试验结果比较接近。相关研究可为锈蚀钢筋混凝土结构的地震易损性分析及锈蚀柱的加固方案提供参考。.（3）进行了8组反复荷载作用下锈蚀钢筋与混凝土粘结-滑移试验研究，考虑的参数包括：钢筋类别、钢筋锈蚀率。通过试验分析了粘结破坏形态，钢筋锈蚀率对反复荷载作用下粘结-滑移曲线的影响规律。给出了锈蚀钢筋粘结-滑移本构模型计算表达式，与试验结果比较吻合，可以用来分析锈蚀钢筋混凝土构件的受力性能。