考慮腐蝕作用的鋼框架結(jié)構(gòu)連續(xù)性倒塌分析

黃鶯 李嘉晨 朱彥飛 潘柳景泰 杜樹(shù)

摘要：為研究大氣環(huán)境長(zhǎng)期作用下鋼框架結(jié)構(gòu)的抗連續(xù)性倒塌性能，建立鋼結(jié)構(gòu)時(shí)變腐蝕模型預(yù)測(cè)構(gòu)件截面面積和力學(xué)性能隨服役時(shí)間的退化情況，并以一棟處于Ⅲ級(jí)大氣腐蝕環(huán)境中的多層鋼框架建筑為研究對(duì)象，在服役期內(nèi)的不同階段對(duì)其進(jìn)行Pushdown分析。將塑性荷載系數(shù)、極限荷載系數(shù)和最大豎向位移作為結(jié)構(gòu)抗倒塌能力的評(píng)價(jià)指標(biāo)，通過(guò)靈敏度分析得到不同材料參數(shù)對(duì)各指標(biāo)的影響情況，并基于回歸分析擬合評(píng)價(jià)指標(biāo)隨體積損失率的退化規(guī)律。結(jié)果表明：腐蝕會(huì)導(dǎo)致鋼框架的承載力和延性發(fā)生退化，其中延性的劣化更加明顯；承載力指標(biāo)的退化主要?dú)w因于材料強(qiáng)度的降低和構(gòu)件截面面積的減少，延性指標(biāo)的退化主要與材料斷裂應(yīng)變的減小有關(guān)；評(píng)價(jià)指標(biāo)與結(jié)構(gòu)體積損失率之間有較強(qiáng)的線性關(guān)系，可基于此對(duì)其退化情況進(jìn)行定性預(yù)測(cè)。

關(guān)鍵詞：鋼框架結(jié)構(gòu)；連續(xù)性倒塌；大氣腐蝕；Pushdown分析；結(jié)構(gòu)性能評(píng)估

中圖分類(lèi)號(hào)：TU391；TU501???? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A???? 文章編號(hào)：2096-6717（2023）06-0021-08

Progressive collapse analysis of steel frame structures with corrosion effect

HUANG Yinga，b， LI Jiachena，b， ZHU Yanfeia， PAN Liujingtaic， DU Shud

（a. School of Civil Engineering; b. National Experimental Teaching Center for Civil Engineering Virtual Simulation ;c. School of Ande; d. School of Resources Engineering， Xi，an University of Architecture & Technology， Xi，an 710055， P. R. China）

Abstract： In order to research the resistance ability to progressive collapse of steel frame structure under the long-term effects of atmospheric environment， a time-dependent corrosion model of steel structure is developed to predict the changes of cross-sectional area and mechanical properties of the members. A classical multi-story steel frame structure in a Class Ⅲ atmospheric corrosion environment is studied and the Pushdown analysis is performed at different stages of its service time. The first peak load factor， the ultimate load factor and the ultimate deformation are used as evaluation indexes for the collapse resistance ability of the structure. The influences of different material parameters on the evaluation indexes are obtained by sensitivity analysis. The variation rules of evaluation indexes with volume loss rate are obtained based on regression analysis. The results show that corrosion causes degradation of the bearing capacity and ductility of the steel frame structure， especially ductility degradation. The degradation of bearing capacity is mainly attributed to the reduction of material strength and cross-sectional area of the members. The degradation of ductility is attributed to the decrease in steel elongation. There is a strong linear relationship between the evaluation indexes and the volume loss rate， which can be used to qualitatively predict the degradation of structural performance.

Keywords： steel frame structures； progressive collapse； atmospheric corrosion； pushdown analysis； structural performance evaluation

在過(guò)去的幾十年里，世界范圍內(nèi)發(fā)生了一些標(biāo)志性的倒塌事件，如1968年倫敦Ronan Point公寓樓發(fā)生天然氣爆炸、1995年Murrah聯(lián)邦政府大樓和2001年世貿(mào)大廈遭受恐怖襲擊，這些事件均導(dǎo)致建筑物發(fā)生嚴(yán)重的連續(xù)性倒塌。此類(lèi)事故往往會(huì)造成巨大的生命財(cái)產(chǎn)損失及嚴(yán)重的社會(huì)影響，是工程界的重要研究課題之一。

數(shù)值模擬是研究建筑結(jié)構(gòu)連續(xù)性倒塌最常用的一種方法[1]，近年來(lái)，一些學(xué)者基于有限元方法對(duì)環(huán)境侵蝕作用下鋼筋混凝土（Reinforced Concrete，RC）框架的連續(xù)性倒塌現(xiàn)象進(jìn)行了研究。其中，Yu等[2]對(duì)受腐蝕RC結(jié)構(gòu)的連續(xù)性倒塌行為進(jìn)行了分析；Zhang等[3]研究了腐蝕對(duì)RC框架壓縮拱作用和懸鏈線作用的影響；Feng等[4]提出了一種在腐蝕劣化作用下RC結(jié)構(gòu)的冗余度評(píng)估方法。這些研究主要考慮氯離子滲透對(duì)構(gòu)件材料性能和截面的影響，結(jié)果表明，鋼筋混凝土框架的抗倒塌性能和結(jié)構(gòu)可靠度均會(huì)發(fā)生不同程度的下降。作為最常見(jiàn)的建筑材料之一，鋼材被廣泛應(yīng)用于各類(lèi)結(jié)構(gòu)形式中，但其耐腐蝕性較差，學(xué)者們對(duì)銹蝕鋼材失重率與其力學(xué)性能指標(biāo)間的關(guān)系進(jìn)行了研究[5-7]，但目前并無(wú)統(tǒng)一的回歸模型?？傮w而言，關(guān)于鋼材屈服強(qiáng)度、極限強(qiáng)度的回歸模型較為接近，關(guān)于伸長(zhǎng)率的回歸模型差異較大，而對(duì)于彈性模量的研究則較少[8]。此外，研究人員針對(duì)鋼構(gòu)件在腐蝕后的性能表現(xiàn)及可靠度進(jìn)行了研究[9-10]，但對(duì)大氣腐蝕作用對(duì)鋼結(jié)構(gòu)抗連續(xù)性倒塌方面的不利影響研究仍比較少。

筆者從結(jié)構(gòu)全壽命角度出發(fā)，研究腐蝕作用對(duì)鋼框架連續(xù)性倒塌行為的影響，以期減少因結(jié)構(gòu)耐久性不足導(dǎo)致的安全事故和經(jīng)濟(jì)浪費(fèi)。為此，構(gòu)建鋼結(jié)構(gòu)時(shí)變腐蝕模型模擬使用過(guò)程中的大氣腐蝕作用，并通過(guò)Pushdown分析考察結(jié)構(gòu)的抗連續(xù)性倒塌能力。以某多層鋼框架建筑作為研究對(duì)象，獲得其在不同使用時(shí)間的Pushdown曲線，并對(duì)結(jié)構(gòu)性能指標(biāo)的退化情況進(jìn)行分析和預(yù)測(cè)。

1 鋼結(jié)構(gòu)時(shí)變腐蝕模型的構(gòu)建

腐蝕是鋼材與環(huán)境相互作用的產(chǎn)物，這種相互作用會(huì)導(dǎo)致構(gòu)件截面面積的損失和力學(xué)性能的退化。根據(jù)鋼材暴露環(huán)境的不同，可分為微生物和細(xì)菌腐蝕、氣體腐蝕、海洋腐蝕、地下腐蝕及大氣腐蝕等。由于民用建筑結(jié)構(gòu)主要受大氣腐蝕的影響，故不考慮其他類(lèi)型腐蝕對(duì)結(jié)構(gòu)的作用。

1.1 鋼結(jié)構(gòu)大氣腐蝕速率

鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕等級(jí)由其所處的大氣環(huán)境、年平均環(huán)境相對(duì)濕度和大氣環(huán)境氣體類(lèi)型共同決定?！督ㄖ摻Y(jié)構(gòu)防腐技術(shù)規(guī)程》（JGJ/T 251—2011）[11]（以下簡(jiǎn)稱《規(guī)程》）中表3.1.2給出了大氣環(huán)境對(duì)建筑鋼結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期作用下的腐蝕性等級(jí)，按照腐蝕性由弱到強(qiáng)依次分為Ⅰ級(jí)（無(wú)腐蝕）、Ⅱ級(jí)（弱腐蝕）、Ⅲ級(jí)（輕腐蝕）、Ⅳ級(jí)（中腐蝕）、Ⅴ級(jí)（較強(qiáng)腐蝕）和Ⅵ級(jí)（較強(qiáng)腐蝕）6個(gè)等級(jí)。其中，Ⅰ級(jí)腐蝕的速率小于0.001 mm/a，Ⅱ級(jí)腐蝕的速率為0.001～0.025 mm/a，Ⅲ級(jí)腐蝕的速率為0.025～0.05 mm/a，Ⅳ級(jí)腐蝕的速率為0.05～0.2 mm/a，Ⅴ級(jí)腐蝕的速率為0.2～1.0 mm/a，Ⅵ級(jí)腐蝕的速率為1.0～5.0 mm/a。筆者基于《規(guī)程》中的相關(guān)規(guī)定計(jì)算大氣腐蝕導(dǎo)致的構(gòu)件截面損失。

腐蝕損失自鋼結(jié)構(gòu)建筑暴露在大氣環(huán)境中的那一刻便開(kāi)始了，而實(shí)際工程中通常會(huì)采取相關(guān)措施來(lái)防止結(jié)構(gòu)發(fā)生腐蝕。參考《規(guī)程》中與防腐蝕保護(hù)層相關(guān)的規(guī)定，假設(shè)結(jié)構(gòu)在壽命周期內(nèi)的前15 a不發(fā)生腐蝕，此后保護(hù)層完全失效且不再進(jìn)行防腐涂裝，構(gòu)件的大氣腐蝕等級(jí)依據(jù)其所處環(huán)境進(jìn)行選取。

1.2 大氣腐蝕引起的鋼材力學(xué)性能退化

大氣腐蝕不僅會(huì)造成鋼材的厚度損失，還會(huì)導(dǎo)致其力學(xué)性能發(fā)生退化。文獻(xiàn)[7，12-13]在自然環(huán)境下對(duì)一組H型鋼柱進(jìn)行了長(zhǎng)期的大氣暴露腐蝕試驗(yàn)，并對(duì)其靜力和抗震性能進(jìn)行了研究。相比于室內(nèi)模擬加速腐蝕試驗(yàn)，大氣暴露腐蝕試驗(yàn)?zāi)軌蚍从匙匀画h(huán)境的真實(shí)腐蝕情況，所得數(shù)據(jù)具有較高的參考價(jià)值。文獻(xiàn)[7]詳細(xì)地給出了包括彈性模量在內(nèi)的鋼材力學(xué)性能指標(biāo)與失重率之間的關(guān)系，具體為

fy /fy0 = 1 - 1.276ρw （1）

fu /fu0 = 1 - 0.981ρw （2）

eu /eu0 = 1 - 2.360ρw （3）

E/E0 = 1 - 1.003ρw （4）

式中：ρw為質(zhì)量損失率，以腐蝕損失質(zhì)量和完好構(gòu)件質(zhì)量的比值來(lái)表示；fy、fu、eu和E分別為腐蝕鋼材的屈服強(qiáng)度、極限強(qiáng)度、斷裂應(yīng)變和彈性模量；fy0、fu0、eu0和E0為未腐蝕鋼材的相關(guān)參數(shù)?；谑剑?）～式（4），結(jié)合《規(guī)程》中的大氣腐蝕速率，計(jì)算鋼構(gòu)件性能隨使用時(shí)間的退化情況。

2 模型合理性校驗(yàn)

2.1 有限元建模合理性驗(yàn)證

Li等[14]對(duì)某鋼框架建筑的子結(jié)構(gòu)在移除內(nèi)部柱后的連續(xù)性倒塌行為進(jìn)行了試驗(yàn)研究，將實(shí)際結(jié)構(gòu)1：3等比例縮尺為試驗(yàn)?zāi)Ｐ停谑е兄幨┘迂Q向靜荷載，直至整個(gè)結(jié)構(gòu)破壞?？s尺模型為兩層空間鋼框架，其雙向跨度為2 m，層高為1 m，包括柱、主梁、次梁等構(gòu)件，但二層只起到提供必要邊界條件的作用。結(jié)構(gòu)一層平面布置如圖1所示，圖中給出了框架梁和柱的編號(hào)，其余信息可參考原文。

通過(guò)SAP2000軟件建立有限元模型，對(duì)鋼框架進(jìn)行非線性靜力Pushdown分析。建模時(shí)所有構(gòu)件均采用梁?jiǎn)卧?，使用纖維鉸模擬構(gòu)件在非線性階段的性能，鉸長(zhǎng)度取構(gòu)件長(zhǎng)度的1/10，在每根構(gòu)件的兩端各布置一個(gè)纖維鉸。

圖2為荷載-位移曲線對(duì)比結(jié)果，在彈性階段，數(shù)值模擬結(jié)果與試驗(yàn)數(shù)據(jù)幾乎重合；在懸鏈線作用階段，文獻(xiàn)[14]中提到“由于梁B-AB2位于失效柱附近的下翼緣，在到達(dá)約421 mm位移時(shí)發(fā)生了斷裂并立即向腹板蔓延，考慮到安全問(wèn)題，終止了試驗(yàn)”，因此，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)最后有明顯的卸載段，除此之外，兩條曲線的吻合程度較好。上述結(jié)果表明，該有限元模型可以較好地模擬鋼框架的Pushdown分析過(guò)程。

2.2 鋼材腐蝕模型合理性驗(yàn)證

Sheng等[15]對(duì)一組H型鋼梁進(jìn)行了室內(nèi)硫酸鹽加速銹蝕試驗(yàn)，并通過(guò)四點(diǎn)彎曲加載試驗(yàn)研究了其抗彎承載力的變化情況。鋼梁的長(zhǎng)度均為1 000 mm，未腐蝕時(shí)截面高148 mm、寬100 mm、翼緣厚9 mm、腹板厚6 mm。選取編號(hào)B2-0和B6-0的試驗(yàn)結(jié)果作為參照，進(jìn)而驗(yàn)證鋼材力學(xué)性能退化模型的合理性，鋼梁的質(zhì)量損失率分別為3.65%和11.92%，其余信息可參考原文。

圖3為鋼梁荷載-跨中撓度曲線的對(duì)比，圖中試驗(yàn)數(shù)據(jù)和數(shù)值模擬結(jié)果吻合較好，表明該模型能夠較好地反映腐蝕鋼構(gòu)件的力學(xué)性能退化情況，進(jìn)一步驗(yàn)證了其用于研究腐蝕鋼框架連續(xù)性倒塌行為模擬的合理性。

3 腐蝕鋼框架的連續(xù)性倒塌

3.1 研究對(duì)象

以某多層鋼框架為對(duì)象，研究結(jié)構(gòu)在壽命周期內(nèi)抗連續(xù)性倒塌能力的變化情況。該建筑總共5層，首層高度為6 m，其他層高度為4 m。結(jié)構(gòu)的三維及平面布置如圖4所示，縱向有4個(gè)開(kāi)間，橫向?yàn)?個(gè)，其跨度均為5 m。

該典型三維框架結(jié)構(gòu)曾被多次用于分析連續(xù)性倒塌問(wèn)題[16]，由于真實(shí)情況下民用建筑內(nèi)部框架受到的大氣腐蝕幾乎可以忽略不計(jì)，故取圖中紅色線框內(nèi)的二維平面框架進(jìn)行分析。結(jié)構(gòu)梁柱連接處均采用剛性連接，底層柱與基礎(chǔ)固接，構(gòu)件的信息如表1所示。除了框架自重外，樓面和屋面有2.5 kN/m2的恒荷載和6 kN/m2的活荷載。同時(shí)，1～4層框架梁上還作用有18 kN/m的墻體線荷載。

3.2 鋼材腐蝕情況

該框架位于城市大氣環(huán)境中，氣體類(lèi)型為A，年平均環(huán)境相對(duì)濕度60%，根據(jù)《規(guī)程》可知其腐蝕等級(jí)為Ⅲ級(jí)。結(jié)構(gòu)的使用年限為70 a，在壽命周期內(nèi)的前15 a，腐蝕速率取0.001 mm/a；之后取0.03 mm/a。如圖5所示，假設(shè)H型鋼構(gòu)件翼緣的腐蝕只發(fā)生在外側(cè)，腹板的腐蝕分布在兩側(cè)且速率一致。表2以10 a為間隔給出了構(gòu)件性能的退化情況，其中A為構(gòu)件的截面面積，其余符號(hào)意義同前。

3.3 考慮腐蝕作用的Pushdown分析

GSA[17]指南規(guī)定非線性靜力分析中的豎向荷載為G=ΩN×（1.2D+0.5L），其中D和L分別為恒荷載和活荷載，ΩN為動(dòng)力放大系數(shù)，與被移除柱相鄰跨內(nèi)的動(dòng)力放大系數(shù)需按規(guī)定計(jì)算，其他跨內(nèi)取1。

設(shè)置3種初始損傷工況，分別拆除位于首層1、2、3號(hào)軸線處的柱子，在壽命期內(nèi)以10 a為間隔對(duì)其進(jìn)行Pushdown分析，評(píng)估腐蝕作用對(duì)鋼框架抗連續(xù)性倒塌能力的影響。將施加于受損跨內(nèi)的荷載記作α·（1.2D+0.5L），其中α為載荷系數(shù)，表示豎向載荷的放大程度，加載過(guò)程采用位移控制。圖6給出了3種工況下的分析曲線，圖中橫坐標(biāo)表示失效柱頂點(diǎn)的豎向位移，縱坐標(biāo)為相應(yīng)的荷載系數(shù)α，t表示腐蝕時(shí)間。由于結(jié)構(gòu)壽命期內(nèi)前15 a的性能與初始時(shí)刻基本沒(méi)有區(qū)別，因此未給出建筑使用10 a時(shí)的Pushdown曲線，各工況的曲線從上至下依次為新建建筑以及使用20～70 a時(shí)的分析結(jié)果。

結(jié)構(gòu)的抗倒塌性能用曲線上的3個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)點(diǎn)表示，分別為塑性荷載系數(shù)αp、極限荷載系數(shù)αu和最大豎向位移Δc。其中αp為受損跨內(nèi)梁端塑性鉸形成時(shí)的荷載系數(shù)，此后結(jié)構(gòu)將進(jìn)入懸鏈線作用階段；αu為結(jié)構(gòu)的最大承載能力；Δc為結(jié)構(gòu)的極限變形能力，選取峰后荷載系數(shù)降低20%時(shí)失效柱頂點(diǎn)的豎向位移和結(jié)構(gòu)破壞時(shí)節(jié)點(diǎn)豎向位移中的較小值作為Δc。

由圖6可知，隨著結(jié)構(gòu)使用時(shí)間的增加，3種工況下Pushdown曲線中的αp、αu和Δc均出現(xiàn)了明顯退化。表3給出了3種工況下結(jié)構(gòu)性能指標(biāo)在使用年限內(nèi)不同時(shí)刻的取值，在使用70 a后，3種工況下結(jié)構(gòu)的αp平均下降了20.12%，αu平均下降了22.30%，Δc平均下降了31.30%。

分別計(jì)算構(gòu)件截面面積A、屈服強(qiáng)度f(wàn)y、極限抗拉強(qiáng)度f(wàn)u、彈性模量E和斷裂應(yīng)變eu單獨(dú)變化時(shí)結(jié)構(gòu)指標(biāo)的退化程度，以研究不同材料參數(shù)變化對(duì)抗連續(xù)性倒塌性能指標(biāo)的影響情況。圖7為使用70 a后該鋼框架在單一變量情況下各工況抗倒塌性能指標(biāo)的平均退化情況。

塑性鉸的形成與構(gòu)件的屈服有關(guān)，由圖7（a）可知，塑性荷載系數(shù)αp的降低主要是因?yàn)殇摬那?qiáng)度的退化和構(gòu)件截面面積的損失。通過(guò)表2可知，鋼柱和鋼梁在使用70 a后的屈服強(qiáng)度分別降低了16.05%和18.82%，使得材料更早地發(fā)生屈服，進(jìn)而在構(gòu)件端部形成塑性鉸。

在懸鏈線作用階段，結(jié)構(gòu)的承載能力取決于構(gòu)件提供的拉力。由圖7（b）可知，αu的減小與鋼材極限強(qiáng)度的退化和截面面積的損失密切相關(guān)，同時(shí)也受屈服強(qiáng)度的影響。3種工況下使用70 a后結(jié)構(gòu)的αu和新建建筑的αp比較接近，說(shuō)明腐蝕對(duì)鋼框架極限承載能力的影響十分顯著，設(shè)計(jì)之初的強(qiáng)度儲(chǔ)備已經(jīng)無(wú)法體現(xiàn)。

由圖7（c）可知，極限變形能力的降低可歸因于腐蝕導(dǎo)致鋼材斷裂應(yīng)變的退化，其他變量對(duì)Δc的影響十分微小。由表2可知，在使用70 a后鋼柱和鋼梁的斷裂應(yīng)變分別降低了29.69%和34.81%，這將使構(gòu)件過(guò)早地發(fā)生斷裂，從而導(dǎo)致在豎向位移較小時(shí)腐蝕結(jié)構(gòu)便喪失了進(jìn)一步變形的能力。

3.4 三維框架對(duì)比分析

在實(shí)際結(jié)構(gòu)中，內(nèi)部框架受腐蝕作用較小，會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)的抗倒塌能力產(chǎn)生一定的正向影響。為分析內(nèi)部框架對(duì)結(jié)構(gòu)抗倒塌能力的影響，以三維鋼框架為研究對(duì)象，分析其在工況1下抗倒塌性能指標(biāo)隨使用時(shí)間的退化情況，并與二維框架的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。

僅考慮三維框架外部梁柱的腐蝕退化，內(nèi)部構(gòu)件的截面面積和力學(xué)性能取初始設(shè)計(jì)值。在不同服役時(shí)間結(jié)構(gòu)性能指標(biāo)的退化情況對(duì)比如圖8所示。

由圖8可知，綜合來(lái)看，二維框架性能指標(biāo)的退化情況較三維框架更嚴(yán)重，但差別不大。其中，二維框架αp和αu的退化程度要大于三維框架，αp的最大差值為3.77%（60 a），αu的最大差值為2.61%（70 a）；對(duì)于Δc，在壽命期內(nèi)的前50 a，二維框架的退化程度大于三維框架，之后則相反，總體而言，二者的退化情況幾乎一致。對(duì)比分析結(jié)果表明，二者指標(biāo)退化結(jié)果相差在5%以內(nèi)，可基于外部框架對(duì)腐蝕鋼結(jié)構(gòu)的連續(xù)性倒塌進(jìn)行定性研究。

4 抗倒塌性能指標(biāo)退化情況預(yù)測(cè)

通過(guò)建立抗倒塌性能指標(biāo)與腐蝕程度間的關(guān)系函數(shù)，來(lái)評(píng)估和預(yù)測(cè)腐蝕鋼框架在移除單根柱子情況下的抗連續(xù)性倒塌能力。以體積損失率表示建筑結(jié)構(gòu)的腐蝕程度，其計(jì)算式為

式中：V0 為新建結(jié)構(gòu)的總體積；Vt 為使用t 年后結(jié)構(gòu)的總體積。

對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行曲線擬合，得到該多層鋼框架在體積損失率為（0，0.15]時(shí)結(jié)構(gòu)的抗連續(xù)性倒塌指標(biāo)退化規(guī)律，結(jié)果如圖9所示。

由圖9可知，3種性能指標(biāo)的退化情況與結(jié)構(gòu)體積損失率之間較好地滿足線性關(guān)系，基于回歸分析得到的退化模型為

αp = （-0.015 4ρV + 1 ）? αp0 （6）

αu = （-0.016 8ρV + 1 ）? αu0 （7）

Δc = （-0.023 7ρV + 1 ）? Δc0 （8）

式中：αp、αu和Δc分別為腐蝕結(jié)構(gòu)的塑性荷載系數(shù)、極限荷載系數(shù)和最大豎向位移；αp0、αu0和Δc0分別為新建結(jié)構(gòu)的塑性荷載系數(shù)、極限荷載系數(shù)和最大豎向位移。

5 結(jié)論

研究了壽命周期內(nèi)腐蝕作用對(duì)鋼框架結(jié)構(gòu)抗連續(xù)性倒塌能力的影響，通過(guò)數(shù)值模擬和理論分析得出以下結(jié)論：

1）腐蝕效應(yīng)對(duì)鋼框架結(jié)構(gòu)的抗連續(xù)性倒塌能力有顯著影響，隨著使用時(shí)間的增加，結(jié)構(gòu)的承載力和延性均有明顯退化。其中，塑性荷載系數(shù)αp的退化主要受構(gòu)件截面面積和鋼材屈服強(qiáng)度的影響，極限荷載系數(shù)αu的退化主要受構(gòu)件截面面積和鋼材極限抗拉強(qiáng)度的影響，最大豎向位移Δc的退化主要受斷裂應(yīng)變的影響。

2）在設(shè)計(jì)階段應(yīng)充分考慮腐蝕作用對(duì)鋼框架抗連續(xù)性倒塌性能的影響，以保證其壽命周期內(nèi)的結(jié)構(gòu)安全。在使用70 a后研究對(duì)象的αu十分接近新建結(jié)構(gòu)的αp，表明即便最初設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)有足夠的安全裕度來(lái)承受柱子失效帶來(lái)的影響，但隨著使用時(shí)間的增加，其倒塌風(fēng)險(xiǎn)也會(huì)逐漸變大。

3）結(jié)構(gòu)抗倒塌性能指標(biāo)的退化程度與腐蝕造成的體積損失率之間有較強(qiáng)的線性關(guān)系，基于此，提出一種性能指標(biāo)退化程度預(yù)測(cè)方法，并對(duì)其合理性進(jìn)行驗(yàn)證。但并未考慮框架整體尺寸和截面尺寸對(duì)結(jié)構(gòu)抗連續(xù)性倒塌性能的影響，今后應(yīng)對(duì)相關(guān)參數(shù)造成的影響進(jìn)行分析和研究。

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