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承载力低、抗震性能薄弱、柱脚延性差限制了异形柱结构在地震区的应用,而在异形柱中使用高强钢筋为解决该问题提供了一个途径。本文对高强钢筋异形柱的抗震性能、塑性铰区延性性能等限制高强钢筋应用的关键问题进行了试验研究和理论分析,以研究高强钢筋对异形柱性能的影响并为其在异形柱结构中的应用提供依据。本文采用试验研究和有限元分析对比研究了配置不同强度钢筋异形柱的抗震性能和延性,研究结果表明:在异形柱中配置高强钢筋可以在不降低构件延性的同时显著提高构件的承载力,其中500MPa级高强钢筋试件相对于335MPa和400MPa级试件承载能力分别提高约30%~36%和约8%~11%,但是高强钢筋异形柱纵筋屈服时裂缝宽度过大,影响耐久性,因此应采取限制裂缝开展的措施。塑性铰长度分析与曲率延性分析的结果表明,各L形柱试件曲率延性系数达到5.43~13.19,十形柱曲率延性系数达到8.52~13.41,T形柱曲率延性系数达到7.54~11.76,延性性能良好。高强钢筋异形柱框架的底层角柱延性最为薄弱,为结构延性的薄弱部位。配置500MPa级钢筋的异形柱相对于配置335MPa和400MPa级纵筋的构件曲率延性无明显降低,同时极限曲率分别增大约15%和10%。基于试验和有限元分析研究了轴压比、纵筋配筋率等对高强钢筋试件性能的影响。结果表明:提高高强钢筋异形柱纵筋的配筋率,可以提高构件承载能力约17%~45%,增大构件屈服位移6%~15%,增大构件极限位移17%~79%,增大位移延性系数10%~63%,全面提升构件的各项性能;高强钢筋异形柱的变形能力和位移延性随轴压比的增大而降低,其中极限位移减小约11%~18%,位移延性降低14%~18%。异形柱框架的分析结果表明,高强钢筋异形柱发生延性较好的梁铰破坏,底层层间位移角大于1/50,满足框架结构塑性变形要求,在异形柱框架中配置高强钢筋能够延长结构弹性段,延缓塑性铰产生,同时结构底层的层间位移角与配置335MPa级和400MPa级钢筋的试件差别不大;可以明显减小结构各层残余变形,底层相对335MPa和400MPa级钢筋试件分别减小约17%和10%。