严酷环境下钢筋混凝土(RC)结构的早期劣化问题在世界范围内多有报道,钢筋混凝土结构的耐久性问题越来越受到土木工程领域专家和学者的重视。对于海洋氯化物环境,氯离子侵蚀引起的钢筋锈蚀是该地区钢筋混凝土(RC)结构的主要劣化现象之一。如何解决钢筋锈蚀带来的耐久性问题成为国内外学者必须面对的重大课题。在钢筋锈蚀RC构件的诸多性能中,关注RC梁抗剪性能以及RC柱压弯性能的研究尚不充分,如要实现对钢筋锈蚀RC构件承载性能的定量评价还需积累更多的研究数据。由于实际结构中钢筋锈蚀的非规则性和不可预见性,通过以FEM为代表的数值模拟对钢筋锈蚀RC构件承载性能展开研究更为合理有效。数值模拟研究除了可以再现荷载、挠度、裂缝分布等宏观力学现象,还可以获取构件内部混凝土以及钢筋的应变、应力等微观情报,有助于揭示钢筋锈蚀梁的抗剪承载机制,实现对承载性能的合理评价。鉴于此,本文基于课题组已完成的实验,运用有限元软件Diana对锈蚀钢筋混凝土梁柱构件的力学性能展开研究,另外采用新型细观混凝土本构模型在OpenSees中对钢筋混凝土梁进行精细化模拟。通过实验结果与有限元模拟结果的相互检证,得到以下研究结论:1、纵向受拉钢筋锈蚀对有腹筋RC梁抗剪性能的影响(1)纵向受拉钢筋锈蚀导致钢筋与混凝土间粘结退化引起“拱机制”作用增强,提高了RC梁抗剪承载力。“拱机制”作用的增强反映在剪切主斜裂缝发生位置上,随着纵筋锈蚀率的增加,剪切主斜裂缝发生位置向加载点迁移。(2)“拱机制”作用随着纵向受拉钢筋锈蚀程度的增加而增强;相同锈蚀率下,随着剪跨比的增大,在极限状态时“拱机制”承担的剪力在外部作用剪力中的占比逐渐减小。(3)剪应力保持系数随着纵向钢筋锈蚀程度的增加而增大;剪跨比较大的RC梁随着纵筋锈蚀程度的增加,剪应力保持系数变化较为平缓。这与剪切主斜裂缝宽度随着纵向钢筋锈蚀率的增大而减小的实验现象一致。2、纵向钢筋锈蚀对偏心RC柱压弯性能的影响(1)对于大偏心受压柱,受拉侧钢筋锈蚀降低了钢筋的抗拉力学性能以及与混凝土间的粘结性能,导致锈蚀RC柱的刚度和承载力下降;受压侧钢筋锈蚀产生的锈胀裂缝导致压区混凝土力学性能损伤,试件峰值后的延性变差,其破坏模式由延性破坏向脆性破坏转变。(2)对于小偏心受压柱,试件的承载力主要受到受压侧钢筋锈蚀的影响,锈蚀程度越大承载力降低越明显;受拉侧钢筋锈蚀导致的钢筋与混凝土间的粘结滑移失效会使受弯变形向跨中集中。(3)对于双侧锈蚀试件,大偏心和小偏心受压柱的承载力及刚度均有显著下降,其力学性能的退化受到受拉侧、受压侧钢筋锈蚀耦合作用的影响。3、新型细观混凝土模型理论采用新型细观混凝土模型得到的损伤裂缝图能较合理的再现宏观实验现象,说明该模型在模拟钢筋混凝土构件上有一定的可行性。