为实现结构的震后性能快速恢复,本课题组提出了一种新型性能可恢复摇摆柱(简称IRR柱)技术。前期试验研究表明,IRR柱具有抗震性能优良、震损后可快速修复的特点。为深入了解IRR柱的受力机理并提出相应的设计方法,基于有限元方法开展本文研究,主要工作如下:(1)使用ABAQUS交互式建模平台,创建了IRR柱的三维有限元模型。利用已经完成的大比例IRR柱模型试验数据,从强度、刚度、延性、滞回特性和应力应变状态等多方面对数值计算结果和试验结果进行对比,验证有限元模型的合理性。(2)采用验证后的有限元模型对IRR柱进行参数分析,主要研究了阻尼器厚度t和轴压比n对于IRR柱强度刚度、变形性能、滞回耗能性能、自复位性能等指标的影响规律。研究表明,IRR柱的承载力与阻尼器厚度和轴压比均为正相关关系。IRR柱的的自复位能力与轴压比成正相关关系。(3)钢板阻尼器的受力状态与加载方向有关。平行于加载方向的阻尼器主要受力表现为水平条带的拉压和弯剪,对IRR柱强度、刚度和塑性耗能的贡献最大,比例为82.3%~90.8%。垂直于加载方向的阻尼器主要受力表现为水平条带板的弯剪和扭转,对试件的强度、刚度和塑性耗能贡献较低,比例约为4.2%~12.7%。(4)采用简化隔离体法和塑性极限分析法对IRR柱最大承载力进行计算。将两种方法法的计算结果与模拟计算结果进行对比,结果表明,塑性极限分析法计算结果精确可靠,简化隔离体法计算结果过于保守。为方便工程设计使用,以模拟结果为基础引入参数修正简化隔离体法,得到简化的IRR柱承载力设计公式。(5)基于有限元分析结果,分析了IRR柱的受力机理和滞回特性,提出了IRR柱的恢复力模型。分别于用试验曲线和模拟曲线与恢复力模型曲线作对比,均能很好的吻合。