由于可恢复结构不仅可以确保安全和震后及时使用,还可以取得明显的经济效益,因此,结构在地震后能否修复、修复时间以及修复成本越来越受到政府部门和工程师们的关注。本文提出了一种具有一定自复位功能且竖向抗拉性能优越的高强可恢复C形壳钢柱,通过数值模拟和试验研究方法对可恢复C形壳钢柱的轴压稳定及恢复性能进行了研究。主要进行如下工作:(1)基于“卷尺效应”,设计一种侧向大变形阈值压屈高强可恢复C形壳钢柱。这种钢柱轻质、高强并且能够在强震后快速恢复其正常使用功能。分析了各项几何参数对高强高弹C形壳弯曲及恢复性能的影响。推导出了卷尺弹簧在反向弯曲和正向弯曲时的稳态弯矩的解析解,将公式结果与有限元结果对比,验证了公式的正确性和有限元模型的有效性。(2)利用扁壳理论建立了轴压简支C形壳基本微分方程,使用Galerkin方法近似求解基本微分方程,得到临界应力公式。通过特征值屈曲分析和后屈曲,分别从固支和简支情况下对C形壳的屈曲模态,特征值屈曲载荷,后屈曲和恢复性能进行了研究。在研究中,分析了各项几何参数对C形壳轴压屈曲的影响。在临界应力公式的基础上假设屈曲载荷模型,基于大量的有限元数据拟合了轴压简支C形壳实用屈曲载荷公式,用同样的方法得到轴压固支C形壳实用屈曲载荷公式,并通过试验结果验证了有限元模型和公式的有效性。(3)将弹簧钢板材进行冷轧、冷弯加工和热处理,制备出了高强、弹性大变形、能实现“卷尺效应”的C形壳。设计并进行了可恢复C形壳钢柱模型和钢柱的轴压试验,研究了可恢复C形壳钢柱模型及钢柱的轴压性能和恢复性能。考虑初始几何缺陷对每个试件进行了有限元模拟,并通过试验结果验证了ABAQUS有限元建模的合理性。通过大量有限元分析拟合了可恢复C形壳钢柱阈值压屈载荷公式,结合试验结果拟合了可恢复C形壳钢柱阈值压屈载荷公式。