长期处于工业、海洋大气等腐蚀环境下的钢结构工程,往往难以通过防护和构造措施避免锈蚀。钢结构表面锈坑改变了钢构件表面形貌,引起钢构件表层局部应力集中,导致表层局部屈服先行于整体屈服,造成心部和表层产生不均匀塑性变形,降低钢材塑性性能和断裂韧性,这无疑对钢结构静力和动力性能产生较大影响。本文以一般大气环境下自然腐蚀Q235B钢材为研究对象,通过锈蚀钢材单调拉伸性能和低周往复荷载作用下锈蚀钢材滞回性能试验研究,揭示了一般大气环境钢板表面锈蚀程度、锈蚀特征与其单调拉伸性能、往复荷载作用下的滞回性能之间的关系。具体工作及内容如下:借助三维非接触形貌扫描仪测试了18块一般大气环境自然腐蚀钢板表面形貌,得到锈蚀钢板试件表面形貌图与表面三维参数,建立了表面锈坑深度、直径、径深比以及锈坑体积计算模型,提出了锈蚀钢板体积损失率计算方法。采用概率统计方法分析了锈蚀钢板锈坑深度、直径、径深比及最大腐蚀深度的分布规律,建立了锈坑深度、直径、径深比及最大腐蚀深度的统计特征值与体积损失率之间的关系。通过10个一般大气环境自然腐蚀钢板试件的单调拉伸试验,研究了腐蚀对钢材强度、伸长率、弹性模量等力学性能参数的影响,提出了不同锈蚀程度情况下锈蚀钢材强度、伸长率、弹性模量计算方法。基于二次屈服模型,建立不同锈蚀程度下钢材本构模型。通过8个一般大气环境自然腐蚀钢板试件的低周往复荷载试验,比较了不同锈蚀程度钢板试件滞回曲线、骨架曲线的差异,研究了腐蚀对钢材低周往复荷载作用下滞回性能的影响。采用Ramberg-Osgood模型,建立了锈蚀钢材循环骨架曲线模型参数与体积损失率之间的关系,探讨了腐蚀对钢材低周往复荷载作用下循环硬化特征的影响。