混凝土的单轴受压本构关系模型是开展钢筋混凝土结构非线性力学分析的关键和基础。受箍筋约束效应的影响,非约束混凝土和约束混凝土的峰值应力、峰值点应变以及极限应变等关键性能参数存在较大差异。同时,由于混凝土是一种非均质材料,内部存在随机分布的微孔洞、微裂缝等初始缺陷,导致上述关键性能参数呈现显著的随机性。此外,由于混凝土碳化和氯离子侵蚀等环境作用的影响,钢筋混凝土结构中的箍筋往往发生锈蚀,箍筋锈蚀会降低对核心混凝土的约束作用,促进混凝土内部裂缝的发展,从而影响约束混凝土的受力机制,进而对箍筋约束混凝土的单轴受压本构关系产生较大影响。因此,开展非约束混凝土、箍筋约束混凝土以及锈蚀箍筋约束混凝土的随机本构关系模型研究,对于钢筋混凝土结构的非线性力学分析和概率承载力设计具有重要意义。鉴于此,本文重点围绕非约束混凝土、箍筋约束混凝土以及锈蚀箍筋约束混凝土的单轴受压随机本构关系模型开展研究,主要研究内容包括:(1)基于440组非约束混凝土试件的单轴受压试验数据,结合贝叶斯理论和马尔科夫链蒙特卡洛法,分别建立了非约束混凝土的峰值应力、峰值点应变、弹性模量的概率预测模型,进而提出了非约束混凝土的单轴受压随机本构关系模型,并通过与试验数据和传统确定性模型的对比分析,验证了该模型的有效性和适用性。分析结果表明,由于该模型综合考虑了材料参数、环境条件、测试方法等方面存在的客观不确定性以及由于认知水平有限存在的主观不确定性的影响,不仅能够合理描述非约束混凝土单轴受压本构关系的随机特性,而且能够校准传统确定性本构关系模型的置信水平。(2)基于278组箍筋约束混凝土试件的单轴受压试验数据,结合贝叶斯理论和马尔科夫链蒙特卡洛法,分别建立了箍筋约束混凝土的峰值应力和峰值点应变的概率预测模型,进而建立了箍筋约束混凝土的单轴受压随机本构关系模型,并通过与试验数据和传统确定性模型的对比分析,验证了该模型的有效性和适用性。分析结果表明,混凝土单轴受压的应力-应变曲线的上升段随机性不大,但在达到峰值应力后(即进入下降段),随机本构关系模型的区间显著变宽,说明应力-应变曲线的随机性增大。(3)基于36组锈蚀箍筋(矩形箍、菱形箍和螺旋箍各12组)约束混凝土试件的单轴受压试验数据,分析了钢筋锈损率对箍筋约束混凝土的峰值应力、峰值点应变和极限应变的影响规律,建立了锈蚀箍筋约束混凝土的单轴受压本构关系模型,在此基础上考虑随机因素的影响,建立了锈蚀箍筋约束混凝土的单轴受压随机本构关系模型。分析结果表明,箍筋锈损率和体积配箍率是影响锈蚀箍筋约束混凝土应力-应变关系的重要因素;随着箍筋锈损率的增加,锈蚀箍筋约束混凝土的强度和延性急剧下降,超过峰值应力后的应力-应变曲线的斜率也变得更陡;箍筋锈损率对峰值点应变和极限应变的影响大于峰值应力。