近年来钢结构因其轻质高强、塑性好、抗震性能好等优点而得到广泛应用。而钢材其本身具有耐腐蚀性差的缺点,若钢结构腐蚀严重且处于高烈度地区,则遭遇地震灾害后其后果不堪设想。因此,探究腐蚀后钢结构建筑的抗震性能是一个亟待解决的问题。本文在“十二五”国家科技支撑计划《城市多龄期建筑震害评估与模拟关键技术研究与示范》的资助下,系统地研究了近海大气环境下锈蚀钢框架结构抗震性能和多龄期钢框架结构的地震易损性。主要研究内容和结论如下:(1)利用室外加速腐蚀试验技术对21组钢材材性试件和7榀平面钢框架结构进行模拟近海大气环境的加速腐蚀,并分别对其进行拉伸试验和拟静力试验。拟合拉伸试验数据,得到钢材力学性能(屈服强度、极限强度、伸长率和弹性模量)与失重率之间的线性回归关系;通过拟静力试验,分析了不同锈蚀程度、轴压比以及加载路径对平面钢框架结构抗震性能(荷载-位移曲线、骨架曲线、强度和刚度退化、耗能能力)的影响。结果表明,锈蚀对平面钢框架结构的抗震性能有着显著的影响,随着锈蚀程度的加剧,平面钢框架结构的极限承载力明显降低,强度和刚度退化严重,而且耗能能力明显减弱,脆性破坏显著;在一定范围内,随着轴压比的增大,钢框架结构极限承载力略有下降,而强度和刚度在加载后期退化严重,并且试件的耗能能力退化,延性下降;加载路径对平面钢框架结构的塑性变形发展和耗能能力有较大的影响。(2)基于钢材拉伸试验结果建立锈蚀钢材的本构模型,采用有限元软件ABAQUS6.12-1对考虑腐蚀程度、轴压比、加载路径等因素影响的平面钢框架试件进行非线性分析。将分析结果与试验结果进行对比,发现在破坏状态、滞回曲线和骨架曲线方面,两者具有较好的一致性,验证了钢材本构模型的合理性,为后续易损性分析提供了理论支撑。(3)结合由钢材拉伸试验所得锈蚀钢材力学性能退化规律、典型近海大气环境下钢材的腐蚀速率以及实测确定的在役钢结构的起锈时间,利用ABAQUS建立了不同龄期(30年、40年、50年、60年)的6层钢框架结构以及服役30年的3层和9层钢框架结构有限元模型。以PGA为地震动强度指标,以结构最大层间位移角θmax为地震需求指标,对各模型进行IDA分析。同时以SAP2000为平台对各模型进行Pushover分析,利用Pushover曲线确定结构各极限状态的量化指标限值。通过IDA分析结果和Pushover分析结果对各模型进行地震易损性分析,建立了考虑服役龄期和层数影响的地震易损性曲线。结果表明,随着结构服役龄期的增加,在同一地震动强度作用下结构发生严重破坏和倒塌的概率增大,表明腐蚀使得结构的抗震性能降低;另外,层数对结构超越概率的影响随着破坏状态的增加逐渐明显。研究成果可为城市多龄期建筑地震风险评估提供依据。