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多齡期鋼結構抗震性能試驗及地震易損性研究 版權信息
- ISBN：9787030632289
- 條形碼：9787030632289 ; 978-7-03-063228-9
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
多齡期鋼結構抗震性能試驗及地震易損性研究 內容簡介
建筑鋼結構由于所處環境與服役齡期的不同，力學性能與抗震能力存在顯著差異。本書全面系統地介紹了一般大氣、近海大氣環境下不同服役齡期鋼結構的力學性能與抗震性能及其地震易損性特性。全書分為上篇和下篇。上篇介紹了不同侵蝕環境下銹蝕鋼材、銹蝕鋼結構構件和整體鋼框架的力學與抗震性能試驗及其性能指標退化規律，銹蝕鋼材時變本構模型，銹蝕鋼結構構件恢復力模型及地震損傷模型；下篇介紹了鋼框架、帶支撐鋼框架及鋼結構廠房等結構體系典型結構的選取與數值建模方法，不同侵蝕環境下鋼材耐久性損傷預測模型，不同侵蝕環境、服役齡期、建筑高度、抗震設防烈度及設計規范下各類典型鋼結構的地震易損性特性。 本書可供土木工程專業和地震工程、結構工程、防災減災工程領域的研究、設計和施工人員，以及高等院校相關專業或領域的師生參考。
多齡期鋼結構抗震性能試驗及地震易損性研究 目錄
目錄
前言
上篇 多齡期鋼結構抗震性能試驗研究
第1章 多齡期鋼結構抗震性能概述 3
1.1 研究背景與研究意義 3
1.2 多齡期鋼結構性能退化研究現狀 4
1.2.1 大氣環境下鋼材腐蝕機理及影響因素 4
1.2.2 鋼材大氣腐蝕研究方法 5
1.2.3 銹蝕鋼結構力學與抗震性能研究現狀 6
參考文獻 10
第2章 一般大氣環境下鋼框架柱擬靜力試驗研究 12
2.1 引言 12
2.2 試驗概況 12
2.2.1 試件設計 12
2.2.2 一般大氣環境模擬試驗 13
2.2.3 加載裝置與加載制度 15
2.2.4 測試內容 16
2.2.5 材性試驗 16
2.3 試驗結果及分析 19
2.3.1 試件破壞過程與特征 19
2.3.2 滯回曲線 21
2.3.3 骨架曲線 23
2.3.4 承載力及延性系數 25
2.3.5 強度衰減 25
2.3.6 剛度退化 26
2.3.7 耗能能力 27
參考文獻 29
第3章 一般大氣環境下鋼框架節點擬靜力試驗研究 30
3.1 引言 30
3.2 試驗概況 30
3.2.1 試件設計 30
3.2.2 加載裝置與加載制度 31
3.2.3 測試內容 33
3.3 試驗結果及分析 33
3.3.1 試件破壞過程與特征 33
3.3.2 滯回曲線 35
3.3.3 骨架曲線 39
3.3.4 承載力及延性系數 40
3.3.5 剛度退化 40
3.3.6 耗能能力 41
參考文獻 42
第4章 一般大氣環境下鋼框架梁擬靜力試驗研究 43
4.1 引言 43
4.2 試驗概況 43
4.2.1 試件設計 43
4.2.2 加載裝置與加載制度 44
4.3 試驗結果及分析 45
4.3.1 試件破壞過程與特征 45
4.3.2 滯回曲線 46
4.3.3 骨架曲線 48
4.3.4 承載力及延性系數 49
4.3.5 剛度退化 49
4.3.6 耗能能力 50
參考文獻 51
第5章 一般大氣環境下平面鋼框架結構擬靜力試驗研究 53
5.1 引言 53
5.2 試驗概況 53
5.2.1 試件設計 53
5.2.2 一般大氣環境模擬試驗 53
5.2.3 材性試驗 55
5.2.4 加載裝置與加載制度 57
5.2.5 測試內容 57
5.3 試驗結果及分析 58
5.3.1 試件破壞過程與特征 58
5.3.2 滯回曲線 59
5.3.3 骨架曲線 60
5.3.4 承載力及延性系數 61
5.3.5 剛度退化 62
5.3.6 耗能能力 62
參考文獻 63
第6章 一般大氣環境下鋼框架結構地震模擬振動臺試驗研究 64
6.1 引言 64
6.2 試驗概況 64
6.2.1 結構簡介與模型設計 64
6.2.2 一般大氣環境模擬試驗 65
6.2.3 加載方案 68
6.2.4 測點布置及測試內容 69
6.3 試驗結果及分析 71
6.3.1 模型結構破壞過程與特征 71
6.3.2 動力特性 71
6.3.3 加速度反應 72
6.3.4 位移反應 75
6.3.5 應變反應 78
6.3.6 剪力分布 80
參考文獻 83
第7章 近海大氣環境下鋼框架柱擬靜力試驗研究 84
7.1 引言 84
7.2 試驗概況 84
7.2.1 試件設計 84
7.2.2 近海大氣環境模擬試驗 86
7.2.3 加載裝置與加載制度 86
7.2.4 測試內容 87
7.2.5 材性試驗 88
7.3 試驗結果及分析 91
7.3.1 試驗現象及破壞形態 91
7.3.2 滯回曲線 93
7.3.3 骨架曲線 97
7.3.4 承載力及延性系數 98
7.3.5 強度衰減 98
7.3.6 剛度退化 100
7.3.7 耗能能力 101
7.4 銹蝕鋼框架柱恢復力模型 102
7.4.1 骨架曲線模型 102
7.4.2 滯回規則 107
7.4.3 恢復力模型的建立 110
7.4.4 恢復力模型的驗證 111
參考文獻 111
第8章 近海大氣環境下鋼框架節點擬靜力試驗研究 113
8.1 引言 113
8.2 試驗概況 113
8.2.1 近海大氣環境模擬試驗 113
8.2.2 試件設計 114
8.2.3 試驗加載方案 115
8.2.4 測試內容 115
8.3 試驗結果及分析 116
8.3.1 試驗現象及破壞形態 116
8.3.2 滯回曲線 116
8.3.3 骨架曲線 120
8.3.4 承載力及延性系數 121
8.3.5 剛度退化 122
8.3.6 耗能能力 123
參考文獻 123
第9章 近海大氣環境下鋼框架梁擬靜力試驗研究 124
9.1 引言 124
9.2 試驗概況 124
9.2.1 試件設計 124
9.2.2 加載裝置與加載制度 124
9.3 試驗結果及分析 125
9.3.1 試件破壞過程與特征 125
9.3.2 滯回曲線 126
9.3.3 骨架曲線 129
9.3.4 承載力及延性系數 129
9.3.5 剛度退化 130
9.3.6 耗能能力 130
9.4 銹蝕鋼框架梁恢復力模型 131
9.4.1 骨架曲線模型 131
9.4.2 滯回規則 133
9.4.3 恢復力模型的建立 135
9.4.4 恢復力模型的驗證 136
參考文獻 137
第10章 近海大氣環境下平面鋼框架結構擬靜力試驗研究 138
10.1 引言 138
10.2 試驗概況 138
10.2.1 試件設計 138
10.2.2 近海大氣環境模擬試驗 139
10.2.3 加載裝置與加載制度 139
10.2.4 材性試驗 140
10.3 試驗結果及分析 142
10.3.1 試件破壞過程與特征 142
10.3.2 滯回曲線 143
10.3.3 骨架曲線 146
10.3.4 承載力及延性系數 147
10.3.5 剛度退化 147
10.3.6 耗能能力 148
參考文獻 149
第11章 近海大氣環境下鋼框架結構地震模擬振動臺試驗研究 150
11.1 引言 150
11.2 試驗概況 150
11.2.1 原型結構與模型設計 150
11.2.2 加載方案與測試內容 151
11.3 試驗結果及分析 151
11.3.1 模型結構破壞過程與特征 151
11.3.2 動力特性 151
11.3.3 加速度反應 152
11.3.4 位移反應 155
11.3.5 應變反應 158
11.3.6 剪力分布 161
參考文獻 163
第12章 新型鋼框架節點抗震性能試驗研究 164
12.1 引言 164
12.2 試驗概況 164
12.2.1 試件設計 164
12.2.2 加載裝置與加載制度 165
12.3 試驗結果及分析 166
12.3.1 試件破壞過程與特征 166
12.3.2 滯回曲線 168
12.3.3 骨架曲線 169
12.3.4 承載力及延性系數 171
12.3.5 耗能能力 171
參考文獻 172
第13章 近場區豎向地震作用下鋼框架結構抗震性能試驗研究 173
13.1 引言 173
13.2 試驗概況 173
13.2.1 原型結構與模型設計 173
13.2.2 加載方案 173
13.3 試驗結果及分析 174
13.3.1 模型結構破壞過程與特征 174
13.3.2 動力特性 175
13.3.3 加速度反應 176
13.3.4 位移反應 180
13.3.5 應變反應 183
13.3.6 結構剪力 185
參考文獻 186
第14章 結論 187
下篇 多齡期鋼結構地震易損性研究
第15章 地震易損性概述 191
15.1 研究背景與研究意義 191
15.2 建筑結構地震易損性研究現狀 191
15.2.1 國外研究概況 191
15.2.2 國內研究概況 192
15.3 地震易損性分析方法 193
15.4 地震易損性研究思路 194
15.4.1 基于類的區域建筑結構地震災害風險評估框架 195
15.4.2 多齡期結構時變地震易損性分析方法 195
參考文獻 196
第16章 典型結構的建立 199
16.1 典型結構研究現狀 199
16.2 研究采用的典型結構 200
16.2.1 典型結構建立方法 200
16.2.2 典型結構空間的建立 201
16.2.3 鋼框架典型結構的建立 203
16.2.4 帶支撐鋼框架結構典型結構的建立 206
16.2.5 鋼結構廠房典型結構的建立 210
參考文獻 212
第17章 解析地震易損性模型 214
17.1 解析地震易損性函數的原理及基本形式 214
17.1.1 對數正態分布函數 214
17.1.2 概率地震需求模型 215
17.1.3 概率抗震能力模型 216
17.1.4 地震易損性函數的一般形式 217
17.2 解析地震易損性模型的不確定性 218
17.2.1 不確定因素來源 218
17.2.2 不確定性的劃分及量化 219
17.3 擬采用的解析地震易損性模型 222
參考文獻 223
第18章 地震動記錄及強度指標的選擇 225
18.1 地震動記錄選取 225
18.1.1 地震動記錄集的研究現狀 225
18.1.2 研究采用的地震動記錄集 227
18.2 地震動強度指標選取 229
18.3 IDA分析中地震動調幅方法 231
參考文獻 233
第19章 多齡期鋼結構概率地震需求分析 235
19.1 不同侵蝕環境下多齡期鋼結構腐蝕程度量化模型 235
19.1.1 一般大氣環境 236
19.1.2 近海大氣環境 239
19.1.3 銹蝕鋼材力學性能退化規律 241
19.2 多齡期鋼結構數值建模 244
19.2.1 多齡期鋼框架結構數值模型的建立 244
19.2.2 多齡期帶支撐鋼框架結構數值模型的建立 245
19.2.3 多齡期鋼結構廠房數值模型的建立 246
19.3 概率地震需求分析 247
19.3.1 鋼框架結構概率地震需求分析 248
19.3.2 帶支撐鋼框架結構概率地震需求分析 255
19.3.3 單層鋼結構廠房概率地震需求分析 260
參考文獻 268
第20章 多齡期鋼結構概率抗震能力分析 269
20.1
前言
上篇 多齡期鋼結構抗震性能試驗研究
第1章 多齡期鋼結構抗震性能概述 3
1.1 研究背景與研究意義 3
1.2 多齡期鋼結構性能退化研究現狀 4
1.2.1 大氣環境下鋼材腐蝕機理及影響因素 4
1.2.2 鋼材大氣腐蝕研究方法 5
1.2.3 銹蝕鋼結構力學與抗震性能研究現狀 6
參考文獻 10
第2章 一般大氣環境下鋼框架柱擬靜力試驗研究 12
2.1 引言 12
2.2 試驗概況 12
2.2.1 試件設計 12
2.2.2 一般大氣環境模擬試驗 13
2.2.3 加載裝置與加載制度 15
2.2.4 測試內容 16
2.2.5 材性試驗 16
2.3 試驗結果及分析 19
2.3.1 試件破壞過程與特征 19
2.3.2 滯回曲線 21
2.3.3 骨架曲線 23
2.3.4 承載力及延性系數 25
2.3.5 強度衰減 25
2.3.6 剛度退化 26
2.3.7 耗能能力 27
參考文獻 29
第3章 一般大氣環境下鋼框架節點擬靜力試驗研究 30
3.1 引言 30
3.2 試驗概況 30
3.2.1 試件設計 30
3.2.2 加載裝置與加載制度 31
3.2.3 測試內容 33
3.3 試驗結果及分析 33
3.3.1 試件破壞過程與特征 33
3.3.2 滯回曲線 35
3.3.3 骨架曲線 39
3.3.4 承載力及延性系數 40
3.3.5 剛度退化 40
3.3.6 耗能能力 41
參考文獻 42
第4章 一般大氣環境下鋼框架梁擬靜力試驗研究 43
4.1 引言 43
4.2 試驗概況 43
4.2.1 試件設計 43
4.2.2 加載裝置與加載制度 44
4.3 試驗結果及分析 45
4.3.1 試件破壞過程與特征 45
4.3.2 滯回曲線 46
4.3.3 骨架曲線 48
4.3.4 承載力及延性系數 49
4.3.5 剛度退化 49
4.3.6 耗能能力 50
參考文獻 51
第5章 一般大氣環境下平面鋼框架結構擬靜力試驗研究 53
5.1 引言 53
5.2 試驗概況 53
5.2.1 試件設計 53
5.2.2 一般大氣環境模擬試驗 53
5.2.3 材性試驗 55
5.2.4 加載裝置與加載制度 57
5.2.5 測試內容 57
5.3 試驗結果及分析 58
5.3.1 試件破壞過程與特征 58
5.3.2 滯回曲線 59
5.3.3 骨架曲線 60
5.3.4 承載力及延性系數 61
5.3.5 剛度退化 62
5.3.6 耗能能力 62
參考文獻 63
第6章 一般大氣環境下鋼框架結構地震模擬振動臺試驗研究 64
6.1 引言 64
6.2 試驗概況 64
6.2.1 結構簡介與模型設計 64
6.2.2 一般大氣環境模擬試驗 65
6.2.3 加載方案 68
6.2.4 測點布置及測試內容 69
6.3 試驗結果及分析 71
6.3.1 模型結構破壞過程與特征 71
6.3.2 動力特性 71
6.3.3 加速度反應 72
6.3.4 位移反應 75
6.3.5 應變反應 78
6.3.6 剪力分布 80
參考文獻 83
第7章 近海大氣環境下鋼框架柱擬靜力試驗研究 84
7.1 引言 84
7.2 試驗概況 84
7.2.1 試件設計 84
7.2.2 近海大氣環境模擬試驗 86
7.2.3 加載裝置與加載制度 86
7.2.4 測試內容 87
7.2.5 材性試驗 88
7.3 試驗結果及分析 91
7.3.1 試驗現象及破壞形態 91
7.3.2 滯回曲線 93
7.3.3 骨架曲線 97
7.3.4 承載力及延性系數 98
7.3.5 強度衰減 98
7.3.6 剛度退化 100
7.3.7 耗能能力 101
7.4 銹蝕鋼框架柱恢復力模型 102
7.4.1 骨架曲線模型 102
7.4.2 滯回規則 107
7.4.3 恢復力模型的建立 110
7.4.4 恢復力模型的驗證 111
參考文獻 111
第8章 近海大氣環境下鋼框架節點擬靜力試驗研究 113
8.1 引言 113
8.2 試驗概況 113
8.2.1 近海大氣環境模擬試驗 113
8.2.2 試件設計 114
8.2.3 試驗加載方案 115
8.2.4 測試內容 115
8.3 試驗結果及分析 116
8.3.1 試驗現象及破壞形態 116
8.3.2 滯回曲線 116
8.3.3 骨架曲線 120
8.3.4 承載力及延性系數 121
8.3.5 剛度退化 122
8.3.6 耗能能力 123
參考文獻 123
第9章 近海大氣環境下鋼框架梁擬靜力試驗研究 124
9.1 引言 124
9.2 試驗概況 124
9.2.1 試件設計 124
9.2.2 加載裝置與加載制度 124
9.3 試驗結果及分析 125
9.3.1 試件破壞過程與特征 125
9.3.2 滯回曲線 126
9.3.3 骨架曲線 129
9.3.4 承載力及延性系數 129
9.3.5 剛度退化 130
9.3.6 耗能能力 130
9.4 銹蝕鋼框架梁恢復力模型 131
9.4.1 骨架曲線模型 131
9.4.2 滯回規則 133
9.4.3 恢復力模型的建立 135
9.4.4 恢復力模型的驗證 136
參考文獻 137
第10章 近海大氣環境下平面鋼框架結構擬靜力試驗研究 138
10.1 引言 138
10.2 試驗概況 138
10.2.1 試件設計 138
10.2.2 近海大氣環境模擬試驗 139
10.2.3 加載裝置與加載制度 139
10.2.4 材性試驗 140
10.3 試驗結果及分析 142
10.3.1 試件破壞過程與特征 142
10.3.2 滯回曲線 143
10.3.3 骨架曲線 146
10.3.4 承載力及延性系數 147
10.3.5 剛度退化 147
10.3.6 耗能能力 148
參考文獻 149
第11章 近海大氣環境下鋼框架結構地震模擬振動臺試驗研究 150
11.1 引言 150
11.2 試驗概況 150
11.2.1 原型結構與模型設計 150
11.2.2 加載方案與測試內容 151
11.3 試驗結果及分析 151
11.3.1 模型結構破壞過程與特征 151
11.3.2 動力特性 151
11.3.3 加速度反應 152
11.3.4 位移反應 155
11.3.5 應變反應 158
11.3.6 剪力分布 161
參考文獻 163
第12章 新型鋼框架節點抗震性能試驗研究 164
12.1 引言 164
12.2 試驗概況 164
12.2.1 試件設計 164
12.2.2 加載裝置與加載制度 165
12.3 試驗結果及分析 166
12.3.1 試件破壞過程與特征 166
12.3.2 滯回曲線 168
12.3.3 骨架曲線 169
12.3.4 承載力及延性系數 171
12.3.5 耗能能力 171
參考文獻 172
第13章 近場區豎向地震作用下鋼框架結構抗震性能試驗研究 173
13.1 引言 173
13.2 試驗概況 173
13.2.1 原型結構與模型設計 173
13.2.2 加載方案 173
13.3 試驗結果及分析 174
13.3.1 模型結構破壞過程與特征 174
13.3.2 動力特性 175
13.3.3 加速度反應 176
13.3.4 位移反應 180
13.3.5 應變反應 183
13.3.6 結構剪力 185
參考文獻 186
第14章 結論 187
下篇 多齡期鋼結構地震易損性研究
第15章 地震易損性概述 191
15.1 研究背景與研究意義 191
15.2 建筑結構地震易損性研究現狀 191
15.2.1 國外研究概況 191
15.2.2 國內研究概況 192
15.3 地震易損性分析方法 193
15.4 地震易損性研究思路 194
15.4.1 基于類的區域建筑結構地震災害風險評估框架 195
15.4.2 多齡期結構時變地震易損性分析方法 195
參考文獻 196
第16章 典型結構的建立 199
16.1 典型結構研究現狀 199
16.2 研究采用的典型結構 200
16.2.1 典型結構建立方法 200
16.2.2 典型結構空間的建立 201
16.2.3 鋼框架典型結構的建立 203
16.2.4 帶支撐鋼框架結構典型結構的建立 206
16.2.5 鋼結構廠房典型結構的建立 210
參考文獻 212
第17章 解析地震易損性模型 214
17.1 解析地震易損性函數的原理及基本形式 214
17.1.1 對數正態分布函數 214
17.1.2 概率地震需求模型 215
17.1.3 概率抗震能力模型 216
17.1.4 地震易損性函數的一般形式 217
17.2 解析地震易損性模型的不確定性 218
17.2.1 不確定因素來源 218
17.2.2 不確定性的劃分及量化 219
17.3 擬采用的解析地震易損性模型 222
參考文獻 223
第18章 地震動記錄及強度指標的選擇 225
18.1 地震動記錄選取 225
18.1.1 地震動記錄集的研究現狀 225
18.1.2 研究采用的地震動記錄集 227
18.2 地震動強度指標選取 229
18.3 IDA分析中地震動調幅方法 231
參考文獻 233
第19章 多齡期鋼結構概率地震需求分析 235
19.1 不同侵蝕環境下多齡期鋼結構腐蝕程度量化模型 235
19.1.1 一般大氣環境 236
19.1.2 近海大氣環境 239
19.1.3 銹蝕鋼材力學性能退化規律 241
19.2 多齡期鋼結構數值建模 244
19.2.1 多齡期鋼框架結構數值模型的建立 244
19.2.2 多齡期帶支撐鋼框架結構數值模型的建立 245
19.2.3 多齡期鋼結構廠房數值模型的建立 246
19.3 概率地震需求分析 247
19.3.1 鋼框架結構概率地震需求分析 248
19.3.2 帶支撐鋼框架結構概率地震需求分析 255
19.3.3 單層鋼結構廠房概率地震需求分析 260
參考文獻 268
第20章 多齡期鋼結構概率抗震能力分析 269
20.1
展開全部
多齡期鋼結構抗震性能試驗及地震易損性研究 節選
上篇 多齡期鋼結構抗震性能試驗研究 第1章 多齡期鋼結構抗震性能概述 1.1 研究背景與研究意義 與傳統混凝土結構相比，鋼結構因其輕質高強、塑性及抗震性能好、建造方便、綠色低碳、藝術表現力豐富等優點越來越受到青睞。近幾十年來，國內鋼材產量及品種大幅提升，除傳統的鋼結構廠房外，鋼結構也逐漸應用于高層、超高層及大跨度結構，一大批地標性鋼結構建筑拔地而起，如深圳地王大廈、北京鳥巢、廣州歌劇院等，如圖1.1所示。 圖1.1 鋼結構建筑 鋼結構作為一種以金屬材料為主要承重材料的結構，具有耐腐蝕性差的缺點。暴露在大氣環境中的鋼結構，會在結構材料表面形成一種薄液膜，在干濕交替過程中對結構材料產生腐蝕[1]。隨著我國工業化進程的不斷加速，環境問題日益突出，研究表明[2]，一般大氣環境中的SO2含量、近海大氣環境中的Cl–含量及結構暴露在大氣環境中的時間(結構的服役齡期)對鋼材的腐蝕程度有很大影響。鋼結構服役時間越長，所處大氣環境中SO2含量或Cl–含量越多，結構腐蝕越嚴重。腐蝕后構件的有效截面減小，鋼材的強度和延性下降；不均勻腐蝕引起的銹坑會導致應力集中，這些現象均不同程度地影響承重鋼構件和整體鋼結構的力學與抗震性能，并增加結構風險事故發生的概率[1，3]。實際工程中腐蝕引起的災難性事故屢見不鮮，尤其在地震等動力荷載作用下，腐蝕介質引起鋼材脆性斷裂并影響疲勞強度，危害更為嚴重。資料顯示[3，4]，近年來美國因腐蝕造成的鋼結構不安全事故約占全部不安全事故的31.8%，我國為25%～30%。在役鋼結構銹蝕情況如圖1.2所示。 圖1.2 在役鋼結構銹蝕情況 近年來，我國地震頻發，不僅給人民生命財產安全造成了重大損失，也對我國的經濟和社會穩定產生了巨大沖擊。城市是人類聚居和社會財富聚集的地區，在我國社會經濟發展中占據著重要地位。城市區域建筑是維系城市運行的基礎設施系統，也是城市遭受地震災害的主要承災體，對其進行科學的地震災害風險評估是減少地震災害造成人員傷亡、財產損失和文化流失的根本方法。同時，由于建造歷史時期及所處侵蝕環境的不同，城市區域建筑結構的抗震性能表現出多齡期性能退化的特性。因此，對于在役鋼結構，準確地評估其抗震性能對合理預測與評估地震災害和災后損失具有重大意義。 1.2 多齡期鋼結構性能退化研究現狀 1.2.1 大氣環境下鋼材腐蝕機理及影響因素 1. 一般大氣環境 鋼材在一般大氣環境下腐蝕的實質是鋼材處于表面液膜下的電化學腐蝕過程，電化學腐蝕時陰極發生氧化極化反應，陽極發生金屬腐蝕。其腐蝕反應過程如下： 陰極： 陽極： 大氣環境下鋼材腐蝕的主要影響因素如下[3]： (1)相對濕度。一定溫度下，當相對濕度超過某一數值時，鋼材的銹蝕速率突然開始加快，腐蝕類型由化學腐蝕轉變為電化學腐蝕，此時的相對濕度大小被定義為鋼材發生銹蝕的臨界濕度。 (2)溫度。大氣環境中鋼材表面水汽的凝聚程度受周圍環境溫度變化的影響很大，若溫度長時間處于較高狀態，則不利于水汽的凝聚，同時溫度的變化也會對水膜中腐蝕氣體濃度、鹽類含量以及水膜的電阻產生較大的影響。 (3)空氣中的污染源。由于大氣中含有硫化物、氮化物、碳化物和塵埃等污染物，當這些具有腐蝕性的粉塵或氣體溶解于鋼材表面的液膜時，就會形成對鋼材具有較強腐蝕性的酸性溶液或鹽溶液。 2. 近海大氣環境 鋼材在近海大氣含Cl–環境下的腐蝕是一個復雜的化學及電化學反應過程。在近海大氣環境下，鋼材發生銹蝕除了受環境濕度和溫度的影響外，海浪或潮汐對海水的霧化作用所形成的海鹽氣溶膠(主要為NaCl)也是影響其腐蝕的重要因素。鋼材通過電化學反應在鋼材表面生成水合Fe(OH)2鈍化膜使鋼材進入鈍化狀態，而大氣中Cl–的存在改變了鋼材表面鈍化膜的結構，提高了鋼材表面Fe(OH)2鈍化膜的溶解速率，加快了鋼材的腐蝕。當Cl–濃度達到0.2mol/L以上時，Fe(OH)2鈍化膜的溶解速率與其生成速率相當，此時鋼材表面無法生成連續的鈍化膜，鈍化現象消失，使得鋼材腐蝕更為嚴重[5]。 1.2.2 鋼材大氣腐蝕研究方法 研究金屬大氣腐蝕常用的方法主要為大氣環境暴露試驗和室內加速腐蝕試驗，大氣環境暴露試驗方法的優點是能真實再現腐蝕場景，可方便直觀地采集數據，準確反映材料與結構性能隨腐蝕時間變化的退化規律[6]。由于大氣環境暴露試驗具有操作方法簡便、試驗結果可靠等優點，世界各國都十分關注并進行了大量的大氣腐蝕暴露試驗，以獲得金屬腐蝕相關數據。從1961年開始，美國試驗與材料協會(ASTM)進行了包括鋼材在內的多種金屬材料大氣腐蝕試驗。到目前為止，已在500多個城市進行長達25年的大氣腐蝕調查，整理并出版了大氣腐蝕圖。但是，大氣環境暴露試驗由于試驗周期長、人力物力耗費大，且受區域性限制，不利于試驗結果的推廣和應用。 與大氣環境暴露試驗相比，室內加速腐蝕試驗的試驗周期短，耗費的人力物力相對較少，且能夠滿足其實腐蝕過程的相關性要求，故多被研究人員采用。目前，主要的室內加速腐蝕試驗方法有以下幾種[7]。 1)濕熱試驗法 濕熱試驗法通常分為交變濕熱與恒定濕熱試驗兩種。它是通過人為制造一個高溫、高濕的環境，使處于該環境下的試樣表面凝集一定的水分，以達到強化腐蝕環境、加速試樣銹蝕的目的。 2)鹽霧試驗 美國材料與試驗協會在1962年提出了3種鹽霧試驗標準：中性鹽霧試驗、醋酸鹽霧試驗、醋酸氯化銅鹽霧試驗。該方法僅作為一種人工加速腐蝕試驗方法，不能預測材料在某一實際使用環境下的真實使用壽命。一般情況下，常用此方法來模擬海洋環境對材料的腐蝕。 3)周期噴霧復合腐蝕試驗 帶有干燥過程并周期性地進行鹽水噴霧的復合試驗方法具有“濕潤—干燥”循環過程，該試驗方法能較好地模擬自然大氣環境下，由雨、霧等在試樣表面形成的液膜由厚變薄、由濕變干的循環過程，它能較真實地重現大氣環境中的循環過程，因此試驗結果也更接近金屬材料在自然大氣環境中的腐蝕過程。 4)干濕周浸循環試驗 干濕周浸循環試驗是通過配制模擬不同大氣環境的浸潤液，并將試件周期性地浸入其中，以模擬試件在工業大氣環境、鄉村大氣環境及海洋大氣環境下的腐蝕情況。 5)多因子循環復合腐蝕試驗 多因子循環復合腐蝕試驗不但考慮大氣腐蝕的一些基本特點，還綜合考慮其他影響銹蝕的因素，*能真實模擬金屬材料在自然大氣環境中的實際銹蝕情況，也是未來金屬加速腐蝕試驗的發展趨勢。 1.2.3 銹蝕鋼結構力學與抗震性能研究現狀 1. 鋼材腐蝕形態表征研究現狀 由于鋼材所處環境的復雜性及自身化學成分的不確定性，銹蝕后的鋼材形態多樣，目前關于表征鋼結構的銹蝕形態尚未形成一套公認的方法和理論。通常情況下，可將鋼材銹蝕按形態分為均勻銹蝕和局部銹蝕(坑蝕)兩種。均勻銹蝕是指
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