因材料劣化导致的钢筋混凝土结构承载力和刚度降低,是影响结构安全性和耐久性的重要原因,其中锈蚀引起的钢筋混凝土材料劣化是钢筋混凝土结构力学性能衰变的主要因素。目前对锈蚀导致的钢筋混凝土结构承载力降低的研究已较为深入,而因锈蚀导致钢筋混凝土结构材料劣化使得刚度退化的探究还较少,特别是针对拱桥等压弯结构的刚度退化研究还处于探索阶段。本文以钢筋混凝土拱桥出发,考虑不同锈蚀率和不同偏心距因素给钢筋混凝土结构的影响,探究锈蚀钢筋混凝土柱的劣化状态、力学特性和破坏形态,旨在得出锈蚀钢筋混凝土偏压结构刚度退化规律,为后期应用到实际锈蚀钢筋混凝土拱桥刚度退化规律奠定基础。本文所开展的主要研究内容如下:1.基于目前钢筋混凝土结构材料劣化、加速锈蚀试验方法和刚度退化研究现状,以钢筋混凝土拱桥为背景,针对钢筋混凝土压弯结构,分析总结锈蚀导致的钢筋混凝土劣化机理和截面刚度理论,为锈蚀柱试验和刚度退化计算分析提供理论基础;2.考虑不同锈蚀程度和荷载工况,利用包裹式电化学加速锈蚀方法,开展了15根不同锈蚀率(0、5%、10%、20%和30%)和多种荷载工况(轴心、偏心距e=0.25h和偏心距e=0.4h)的钢筋混凝土柱试验,分析了不同锈蚀程度对钢筋混凝土柱的实际锈蚀状态的影响,深入研究材料劣化引起的承载力、挠度、应变和破坏形态的变化,为锈蚀钢筋混凝土偏压结构刚度退化计算模型提供了试验依据;3.考虑材料劣化引起的钢筋截面积减小、试验柱截面尺寸削弱和钢筋与混凝土之间的粘结性能退化等参数的影响,基于已有刚度解析法,提出基于材料劣化的钢筋混凝土压弯构件的刚度退化计算模型,并通过建立abaqus有限元模型,对试验数据、计算模型和有限元模型三者结果进行相互比较,验证了所提方法的有效性;4.考虑材料非线性,对钢筋混凝土结构截面刚度计算方法进一步深化研究,开发了基于Python语言求解截面弯矩-曲率关系的程序,根据弯矩-曲率曲线与截面刚度的关系,进行了多组基于锈蚀钢筋的钢筋混凝土开裂截面刚度退化数值分析,提出了考虑混凝土等级和钢筋锈蚀率的刚度退化规律,对于在役锈蚀钢筋混凝土结构的刚度分析提供积极借鉴。