这项研究由Xiaojuan Liu, Huanjun Jiang 和 Liusheng He等研究人员完成。作者分别隶属于华侨大学土木工程学院、福建省结构工程与防灾重点实验室、同济大学土木工程防灾国家重点实验室及同济大学国际地震工程联合实验室。该研究发表于知名学术期刊《Engineering Structures》，论文标题为“Experimental investigation on seismic performance of corroded reinforced concrete moment-resisting frames”，文章由Elsevier出版，在线发表日期为2017年10月。通讯作者为Huanjun Jiang。
这项研究处于土木工程领域中的抗震性能研究方向，聚焦于钢筋混凝土（Reinforced Concrete，RC）框架结构的抗震性能受腐蚀影响的问题。RC结构广泛应用于地震频发区，但其钢筋随时间可能发生腐蚀，从而显著削弱其结构性能，特别是抗震能力。引发钢筋腐蚀的主要原因包括碳化作用或氯离子侵蚀。腐蚀不仅导致钢筋截面减小、屈服强度和延性降低，还可能引发混凝土保护层开裂和剥落，进而降低钢筋与混凝土之间的黏结强度。
已有许多学者通过实验研究探讨腐蚀对RC构件的机械性能和受力模式的影响。然而，大多数研究主要集中在梁或柱等构件层面，而在结构整体层面（如抗震框架结构）的研究较少。同时，以前的研究中大多数试件均为纵筋和箍筋均被腐蚀的情况下测试，尚缺乏单独研究纵向钢筋腐蚀对结构抗震性能影响的独立量化评估。因此，该研究旨在更深入理解仅纵向钢筋腐蚀对RC框架结构抗震性能的影响。
研究目标如下： 1. 验证纵向钢筋腐蚀对RC框架极限承载力、变形能力和耗能性能的影响； 2. 探讨不同腐蚀率与轴压力比的条件对损伤形式和性能退化的具体影响； 3. 提供针对纵筋腐蚀影响的量化评估方程，为抗震设计和评估提供参考。
本研究分多个环节进行系统实验。
1. 试件设计与制备： 研究采用一个典型三跨三层抗震RC框架作为原型结构，依据中国现行建筑抗震设计规范（GB50011-2010）和混凝土结构设计规范（GB50010-2010）设计并制作1:2缩尺模型。作者设计了6个试件，其中包括1个未腐蚀试件以及5个腐蚀试件，腐蚀等级分别为0%、5%、7.5%、10%和15%。所有试件的几何尺寸及配筋形式完全相同，采用同一批次的混凝土与钢筋以确保一致性。
2. 电化学加速腐蚀方法： 腐蚀试件通过电化学加速腐蚀技术处理，每个试件的纵向钢筋通过直流电源进行加速腐蚀，腐蚀等级由法拉第定律确定。试件被浸泡在含5%氯化钠溶液的水槽中，纵向钢筋作为阳极，铜棒作为阴极。通过调整电流密度和腐蚀时间，成功实现了仅纵向钢筋的腐蚀，避免了箍筋和底座梁钢筋的腐蚀。
3. 实验加载与数据测量： 每个试件在恒定竖向轴力及反复水平侧向加载条件下进行测试。加载程序包括力控阶段（达到屈服位移前）和位移控制阶段（屈服位移后）。作者布置了多处应变计测量不同钢筋位置的应变，并通过位移传感器记录整体水平位移和滑移情况，完成了详细的数据采集。
4. 数据分析： 基于加载过程中的力-位移关系，解析了试件的滞回曲线、骨架曲线、刚度退化曲线及累积耗能，并通过框架破坏时具体损伤形式（如裂缝分布、混凝土剥落及钢筋屈服/断裂）分析了腐蚀影响。
1. 腐蚀损伤观测： 在加速腐蚀阶段后，发现试件表面沿钢筋轴线均出现明显裂缝，且裂缝宽度与腐蚀率正相关。提取腐蚀钢筋后，严重的点蚀现象出现在腐蚀集中的位置，腐蚀呈现明显的不均匀分布。
2. 滞回性能与强度退化： 实验中，所有RC框架均表现出典型的弯曲破坏模式，随着腐蚀率增加，滞回曲线呈现出滞后回圈面积减小和不稳定特性。最大水平荷载能力随腐蚀率增长而下降，平均腐蚀率20.10%试件的承载力相比未腐蚀试件下降31.4%。
3. 变形与延性能力退化： 未腐蚀试件的屈服位移和极限位移均高于腐蚀试件，随着腐蚀率增加，变形能力退化加剧。最高腐蚀率试件（20.10%）的极限变形能力减小了40.9%。
4. 耗能能力退化： 腐蚀显著降低了框架累积耗能能力，腐蚀率20.10%试件的耗能能力相比未腐蚀试件减少了76%，并且耗能能力随腐蚀率快速呈指数下降趋势。
5. 轴压力比影响： 对于腐蚀率相同的试件，轴压力比从0.1增加至0.2时，试件的承载力提高约17%，累积耗能能力增加约30%。但轴压力比对极限位移的影响较小。
本研究通过实验揭示了纵向钢筋腐蚀对RC框架抗震性能的显著影响： 1. 腐蚀降低了框架的承载能力、变形能力及抗震耗能能力，其中耗能能力的下降尤为显著； 2. 腐蚀后梁端的破坏形式更加严重，而柱端受轴压力比调控的影响更大； 3. 研究量化了腐蚀率与结构性能退化之间的函数关系，为结构工程师提供了重要的评估参考。
此外，该研究方法创新性地分离和量化了纵筋腐蚀的独立效应，弥补了以往研究中实验数据单一的不足。
这项研究为地震多发地区RC框架结构的抗震性能评估提供了重要数据支持，并为未来基于腐蚀影响的抗震设计改进提出了合理化建议。在实际工程应用中，这些结果有助于延长RC框架的使用寿命及提高地震安全性。同时，研究中采用的创新实验方法和评价框架，为其他类似问题的研究提供了参考和启发。