钢筋混凝土柱是框架结构中主要的竖向承重构件,也是地震中承受水平力作用的主要构件。试验研究及震害调查发现,由于配箍不足或箍筋间距过大,地震作用下钢筋混凝土柱易发生剪切破坏,继而发生轴向破坏。虽然传统的纤维模型能够准确地模拟钢筋混凝土构件的弯曲破坏,但并不能合理地模拟弯剪破坏和剪切破坏,因而更不能模拟轴-弯-剪耦合效应。钢筋混凝土构件若不考虑轴-弯-剪耦合效应,将会高估结构的延性,进而不能充分考虑结构后期退化特性。因此,为了较为可靠地评估地震作用下钢筋混凝土结构的易损性,本文充分考虑钢筋混凝土构件轴-弯-剪耦合的力-位移响应,并有效地评估结构在不同破坏机制下的强度和变形能力,主要内容如下:(1)采用纤维截面的钢筋混凝土梁柱单元及与之串联的剪切弹簧和轴向弹簧考虑钢筋混凝土柱的轴-弯-剪耦合效应,其中纤维梁柱单元用于模拟柱的弯曲机制,与梁柱单元串联的剪切弹簧和轴向弹簧用于模拟剪切机制和轴向机制,并利用单轴材料模型中的Limit State Material及其相应的shear limit curve和axial limit curve确定材料的剪切破坏与轴向破坏失效点,最终从单元层次上定义轴-弯-剪耦合效应。(2)通过选取不同破坏形式、轴向力与水平循环往复荷载共同作用下钢筋混凝土柱的拟静力试验,验证了该数值模型的合理性。利用Open Sees分析软件进行滞回性能仿真模拟,其中滞回曲线、骨架曲线、延性及耗能系数等计算结果与试验数据均误差较小。理论计算与试验结果对比分析表明:考虑轴-弯-剪耦合的串联模型能较好地模拟钢筋混凝土柱的强度、刚度退化及捏拢效应等滞回性能,并可以考虑轴向荷载和侧向位移的变化情况,且能够反映钢筋混凝土构件在复杂应力条件下的受力性能。(3)利用考虑轴-弯-剪耦合效应的钢筋混凝土柱的数值模型,并改变试件轴压比,并根据计算得出的位移延性系数有效地判断柱破坏模式。在一定轴压比范围内,小轴压比构件的延性要好于大轴压比构件,从加载后期试件刚度退化情况来看,轴压比对柱构件在屈服后阶段的刚度退化有明显影响。综上所述,考虑轴-弯-剪耦合效应的钢筋混凝土柱数值模型能够较好模拟构件的滞回性能,并且利用该模型可以合理准确地对柱进行参数分析。