提高钢筋混凝土框架柱的承载能力和变形能力是目前在“强柱”设计上需要解决的问题,在结构中使用高强钢筋为问题的解决提供了一个很好的思路。为此,本文以抗震试验和有限元模拟相结合方法,研究配置HRB600E高强钢筋混凝土框架柱的抗震性能和塑性铰区的延性性能,为高强钢筋在结构中应用提供理论依据。本文主要工作和研究成果如下:本文通过对6个配置HRB600E钢筋的不同轴压比、钢筋强度和纵筋配筋率的混凝土框架柱进行低周往复荷载试验,对试件的破坏特性、滞回性能、骨架曲线、刚度退化、耗能能力和位移延性等抗震性能进行分析研究。其结果显示:各试件的破坏形态为弯曲破坏,滞回曲线饱满,相比配置普通钢筋的试件延性较好。承载力随轴压比的上升而提高,但延性有所下降;其骨架曲线和刚度退化曲线总体较为对称,刚度退化减缓,试件的抗震能力显著提高。基于ABAQUS有限元软件进行68根高强钢筋混凝土框架柱的拓展模拟,分析配箍特征值、配筋率和轴压比三个参数对其延性性能的影响。模拟结果表明:配置HRB600E钢筋混凝土框架柱的位移延性系数与配箍特征值成正比例关系,与轴压比成反比例关系;当配箍特征值一定时,小轴压比下其位移延性系数随纵筋配筋率的增大而减小;大轴压比下随纵筋配筋率的增大而增大。基于模拟与试验结果定量分析钢筋强度、配箍特征值、配筋率和轴压比对延性系数的影响,提出配置HRB600E高强钢筋混凝土柱的延性系数的计算公式。进行配置HRB600E钢筋的塑性铰长度分析与曲率延性分析,提出适用于高强钢筋混凝土柱的塑性铰计算公式。各试件曲率延性系数达到4.9,延性性能较好。进行不同配筋率和轴压比对高强钢筋混凝土框架柱曲率延性影响分析,结果表明:随着轴压比的增大,配置HRB600E钢筋混凝土柱的曲率延性系数迅速减小,提高钢筋的配筋率能够增强塑性铰区的转动能力和试件的延性。基于OpenSees有限元软件,对配置不同强度钢筋的混凝土框架进行模拟分析。结果表明:高强钢筋混凝土框架仍具有较好的延性,层间的位移角可满足框架结构的塑性变形要求。配置高强钢筋后可延缓结构塑性铰的产生,在一定程度上提高了结构的承载力和变形能力。