銹蝕鋼筋的隨機(jī)本構(gòu)關(guān)系

張偉平，李崇凱，顧祥林，代紅超

（同濟(jì)大學(xué) 建筑工程系，上海 200092）

鋼筋銹蝕已成為混凝土結(jié)構(gòu)耐久性失效的主要原因，據(jù)估計(jì)全世界混凝土結(jié)構(gòu)每年因鋼筋銹蝕引起的維護(hù)加固費(fèi)用達(dá)1 000億美元［1］.鋼筋銹蝕的發(fā)生與發(fā)展，導(dǎo)致鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)提前發(fā)生破壞甚至倒塌.除了混凝土保護(hù)層銹脹開裂直至脫落、鋼筋與混凝土間的黏結(jié)性能退化乃至喪失外，鋼筋截面積減小和力學(xué)性能劣化是造成銹蝕鋼筋混凝土構(gòu)件承載能力降低的主要因素，因此銹蝕鋼筋力學(xué)性能退化規(guī)律的研究引起了國內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注.已有銹蝕鋼筋拉伸試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著鋼筋銹蝕率的增大，其名義屈服強(qiáng)度、極限強(qiáng)度和極限延伸率均有降低，屈服平臺(tái)縮短甚至消失，但彈性模量未見明顯變化［2－5］，據(jù)此建立了銹蝕鋼筋應(yīng)力－應(yīng)變關(guān)系的確定性模型［6］.

建立時(shí)變抗力概率分布模型是實(shí)現(xiàn)鋼筋混凝土構(gòu)件時(shí)變可靠性分析或基于概率的剩余使用壽命預(yù)測的基本前提.就銹蝕鋼筋混凝土構(gòu)件而言，銹蝕鋼筋力學(xué)性能的變異性是影響其抗力分布的主要因素.由于使用環(huán)境的變異性、混凝土材料的不均勻性，混凝土碳化、氯離子侵蝕及其引起的鋼筋銹蝕過程均是一個(gè)隨機(jī)過程.銹蝕程度也因?yàn)殇摻畹淖呦颉摻畹匿P坑分布、表面幾何特征以及銹蝕的不均勻程度而隨機(jī)變化，且隨著銹蝕的發(fā)展，鋼筋銹蝕越來越不均勻［7－9］.正因?yàn)殇摻钿P蝕的不均勻性，考慮到實(shí)……