[发明专利]考虑腐蚀环境与荷载历史影响的结构件抗震性能试验方法

权利要求书

1.一种考虑腐蚀环境与荷载历史影响的结构件抗震性能试验方法，包括：

(a)采用理论计算与实测的方式确定结构件的腐蚀程度η₁与疲劳损伤程度η₂；包括：

通过经验公式或实测得出结构件的腐蚀程度η₁，通过经验估计或实测的方式并采用雨流计数法对结构件在服役期内遭受到的交变疲劳荷载进行统计，得出结构件的疲劳损伤程度η₂；结构件的腐蚀程度η₁用失重率表示，即η₁＝Δm/m₀，其中m₀为结构件的初始重量，Δm为结构件经过腐蚀后的质量改变量；Δm由实测或者根据大气腐蚀幂函数模型D＝A·tⁿ，进行计算得出，式中，D为腐蚀深度，A与n为与环境有关的常数，t为暴露时间；

通过经验估计或通过实测结合循环计数法对结构件在服役期内遭受到的交变疲劳荷载进行统计，得出结构件的疲劳损伤程度η₂，将疲劳损伤程度通过损伤累计准则换算为应力幅值σ₁下的高频振动次数n₁，即其中k为应力水平个数，n_i为各应力幅下的循环次数，N_i为不同应力水平对应的寿命，N₁为应力幅值σ₁对应的寿命；

(b)采用通电腐蚀与疲劳加载同时进行的方式或加速腐蚀-疲劳间歇循环加载的方式对结构件进行腐蚀与疲劳耦合作用下的加载，得到考虑腐蚀环境与荷载历史影响的结构件；

其中，当采用通电加速腐蚀与疲劳加载同时进行的方式时，通过控制通电腐蚀的电流大小与通电时长控制结构件的腐蚀程度，根据通电时长调整高频疲劳加载的频率，实现对结构件进行腐蚀与疲劳耦合作用下的加载，得到考虑腐蚀环境与荷载历史影响的结构件；

其中，当采用加速腐蚀-疲劳间歇循环加载的方式时，将腐蚀疲劳加载过程分为b个阶段，在每个阶段中将结构件放入加速腐蚀设备中进行加速腐蚀后采用疲劳加载装置对结构件进行疲劳加载，重复b次腐蚀与疲劳的间歇性循环加载，得到考虑腐蚀环境与荷载历史影响的结构件；

(c)对所得的考虑腐蚀环境与荷载历史影响的结构件进行低周滞回加载，研究考虑腐蚀环境与荷载历史影响的结构件的抗震性能；

其中，包括提取结构件经历腐蚀疲劳损伤后的力学参数，研究不同服役年限下即不同腐蚀疲劳程度下结构件的抗震性能。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(b)中，对应采用通电加速腐蚀的方式，根据腐蚀程度η₁计算通电腐蚀的时长其中F为法拉第常数，n为金属通电腐蚀失去的电子数，M为金属的摩尔质量，A为结构件与腐蚀溶液接触的面积，i为电流密度，i＝I/A；根据通电腐蚀的时长t₁确定高频疲劳加载的频率加载的应力幅值为σ₁；从而对结构件同时对进行通电腐蚀与疲劳加载，得到考虑腐蚀环境与荷载历史影响的结构件。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(b)中，对于采用加速腐蚀-疲劳间歇循环加载的方式，根据腐蚀量计算出加速腐蚀所需的时长其中v为加速腐蚀的腐蚀速度；将腐蚀疲劳加载过程分为b个阶段，每个阶段的腐蚀时长在每个阶段中，将结构件放入加速腐蚀设备中进行加速腐蚀，腐蚀时间为t_b，腐蚀后将结构件从腐蚀设备中取出，采用疲劳加载装置对结构件进行疲劳加载，疲劳加载的次数为加载的应力幅值为σ₁，疲劳加载完成后，将结构件放回腐蚀设备中进行腐蚀；重复b次加速腐蚀后疲劳加载，得到考虑腐蚀环境与荷载历史影响的结构件。

4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，在步骤(c)中，通过定量腐蚀与定量疲劳耦合加载后所得的考虑腐蚀环境与荷载历史影响的结构件进行低周滞回加载。