高延性纤维增强水泥基复合材料(engineered cementitious composites,简称ECC)拥有在单轴拉伸荷载下超过3%的极限应变,具有良好的延性、变形能力和耗能能力,ECC材料的这些优点使其在桥梁抗震中有着广泛的发展前景和应用空间。当前将ECC运用于桥梁抗震方面的相关研究还不多,通用有限元软件对ECC材料的模拟也不完善,对ECC桥梁抗震性能的理论研究还不深入。因此,本文在有限元软件OpenSees中完善了ECC单轴滞回本构模型,在此基础上利用数值模拟对ECC截面、ECC墩柱的抗震性能开展理论研究,从而为ECC墩柱的抗震设计打下基础。研究的主要内容和结果如下:(1)在OpenSees中对ECC本构模型进行二次开发。基于国外学者研究得到的ECC单轴滞回本构关系,经过合理简化,成功在OpenSees中实现了更加完善的ECC单轴滞回本构模型即ECC02。通过算例对比和本文研究分析,论证了ECC02本构模型的可靠性与合理性。(2)基于延性抗震设计理念,研究了ECC墩柱截面的抗弯能力和延性。分析轴压比、纵筋配筋率、钢筋和ECC材料强度对ECC截面抗弯性能的影响。研究发现,当轴压比低于5%或配筋率低于2%时,提高轴压比或者配筋率能够提高ECC墩柱截面的变形能力和延性;轴压比、配筋率、材料强度对ECC墩柱截面轴力-弯矩包络曲线的影响具有线性性质。(3)对ECC墩柱进行Pushover参数化研究分析,并与RC墩柱进行对比。研究发现,在一定范围内增大轴压比不利于ECC墩柱的变形能力;在一定范围内增大长细比有助于提高ECC墩柱变形能力,却降低了ECC墩柱的抗侧承载力;纵筋配筋率对ECC墩柱承载力和位移延性的影响具有单调性。在ECC墩柱与RC墩柱的对比中发现,ECC墩柱的抗侧承载力和位移延性都优于RC墩柱。(4)对ECC墩柱的滞回性能进行参数化研究分析,并与RC墩柱进行对比。研究发现,增大轴压比能够提高ECC墩柱的承载力,却使其滞回延性降低;长细比对ECC墩柱的影响最为复杂;提高配筋率有利于提高ECC墩柱的耗能、初始刚度、承载力和滞回延性,并且抑制了墩柱的强度、刚度的退化。在对比中可知ECC墩柱的滞回性能优于RC墩柱。