冻融环境下既有混凝土结构损伤机理、结构性能演变规律的研究是混凝土结构耐久性研究的一个重要方面,冻融环境长期作用不仅造成混凝土自身力学性能退化,同时还造成钢筋与混凝土间的粘结性能退化,这无疑会引起混凝土结构承载性能发生变化。开展冻融环境下既有混凝土结构性能退化规律研究,可以揭示既有混凝土结构潜在危险,为既有混凝土结构安全控制与维修加固提供决策。本文通过对国内外冻融损伤混凝土力学性能试验结果的统计分析,以相对抗压强度为基本参数,给出了冻融损伤后混凝土的各种力学性能指标(如峰值压应变、极限拉应力、极限拉应变)随抗压强度变化的规律,并在此基础上建立了冻融损伤混凝土受压与受拉时的应力-应变关系方程。本文在冻融混凝土与变形钢筋间粘结性能试验研究的基础上,研究了冻融损伤对钢筋混凝土之间粘结性能的影响,建立了冻融损伤混凝土与变形钢筋之间粘结滑移本构模型。本文借助于ABAQUS有限元软件,考虑混凝土自身力学性能退化、钢筋与混凝土间的粘结性能退化的影响,对冻融损伤钢筋混凝土简支梁进行了数值模拟和有限元分析。有限元分析结果表明,冻融损伤钢筋混凝土梁跨中截面钢筋应变、混凝土应变仍可满足平截面假定;随着冻融损伤的增加,冻融损伤钢筋混凝土梁刚度和承载能力逐渐降低;钢筋与混凝土间的粘结性能退化对冻融损伤钢筋混凝土简支梁受弯承载能力和刚度影响较小。本文在冻融损伤混凝土力学模型和有限元分析的基础上,给出了冻融损伤钢筋混凝土梁界限相对受压区高度、最大配筋率与冻融损伤程度之间的关系,建立了冻融损伤钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算方法。