混凝土结构中钢筋锈蚀不仅使钢筋本身力学性能劣化,同样会引起钢筋与混凝土之间粘结性能退化,极大程度上影响其安全性能和使用性能,缩短结构使用寿命。本文采用电加速锈蚀试验方法获取锈蚀钢筋;采用三维激光扫描技术建立锈蚀钢筋三维实体模型;再借助Pro/E软件进行封闭填充得到钢筋实体模型。同时借助Pro/E软件实现了锈蚀钢筋几何特征参数的精确量化,提出了衡量锈蚀不均匀性的实用参数。然后,进行锈蚀钢筋的拉伸试验,获取其100mm和50mm标距下的真实荷载—变形曲线。在此基础上,研究所测试锈蚀钢筋段的残余截面积沿长度的分布规律,提出离散截面积分布的线性简化模型,并基于细分小区段内残余截面积不变和钢筋真实材性不变的假设,建立同区段的分段积分数值拉伸模型。利用试验结果验证模型有效的基础上,采用此积分模型就钢筋锈蚀不均匀性对其各项力学性能参数如弹性模量、极限强度、屈服强度、强化应变等的影响展开细致研究。内容包括:探索锈蚀不均匀性对传统方法所测名义参数的影响;了解锈蚀钢筋材性退化的真实机理;建立不均匀性影响下的锈蚀钢筋各个名义指标参数的退化模型。本文的研究结果显示,并无证据支持锈蚀钢筋的真实材性会随钢筋的锈蚀而变化。以往研究中锈蚀钢筋宏观材性指标的退化可以解释为锈蚀不均匀性对名义参数的影响。不均匀锈蚀造成了名义弹性模量、名义强化模量降低,但幅度较小,在实际情况下降低约在1%以内,基本可忽略。拉伸段的残余截面渐次屈服造成了受力曲线上屈服段的倾斜,倾斜程度随锈蚀不均匀性增大而增大,并最终与强化段重合。局部严重坑蚀下,锈蚀钢筋前屈服点可能因应力集中而降低,但后屈服点基本不变,显示锈蚀钢筋仍为理想弹塑性材料。最小残余截面积决定了锈蚀钢筋的极限荷载,由此不均匀性的增大同样减小了锈蚀钢筋的名义极限应变。基于锈蚀不均匀性的影响机理,以及锈蚀不均匀系数随锈蚀程度的变化模型,本文最终建立了基于平均锈蚀率的锈蚀钢筋名义力学参数的计算模型,有较高的工程实用价值。