氯盐锈蚀钢框架柱抗震性能试验及恢复力模型研究

为研究氯盐锈蚀钢框架柱抗震性能并建立其恢复力模型,利用人工气候环境法对48件不同厚度钢材和4榀钢框架柱试件进行加速锈蚀,进而对锈蚀钢材试件进行单轴拉伸试验,并对锈蚀钢框架柱试件进行低周往复加载试验.试验结果表明:随着锈蚀程度的加重,钢材的屈服强度、极限强度、延伸率和弹性模量等力学性能发生劣化,最大下降幅度分别为12.78％、12.78％、21.13％、13.28％;随着失重率的增大,钢框架柱承载、变形及耗能能力等抗震性能退化明显,其中,当失重率增大至8.02％时,峰值弯矩、极限转角、延性系数和累积耗能能力分别降低了17.34％、24.21％、12.32％和18.64％.基于修正I-K模型,结合拟静力试验结果,建立完好钢框架柱试件的弯矩-转角恢复力模型,并采用回归分析法,以失重率为参数,对钢框架柱骨架曲线各特征点弯矩、转角及延性系数进行拟合,得到考虑锈蚀影响的钢框架柱骨架曲线特征参数修正函数;在此基础上,通过循环退化指数表征基本强度退化、峰值后强度退化、卸载刚度退化等滞回规则,进而建立考虑氯盐锈蚀影响的钢框架柱弯矩-转角恢复力模型.通过与试验滞回曲线及峰值点、极限点累积耗能对比,两者吻合较好,验证该恢复力模型的有效性.研究成果可为受氯盐锈蚀影响的在役钢框架结构弹塑性地震反应分析及抗震性能评估提供依据.