卷尺弹簧具有侧向大变形后可恢复的特性,这使其在可展结构中得到了广泛的应用。土木工程领域中的可恢复结构亦可尝试引入这种特殊的构件以实现大变形后可恢复的特殊功能。由此,本文针对一种可用于土木工程领域的具有可复位能力的C形开口圆柱薄壳,采用数值模拟与试验研究的方法对其侧向变形性能进行研究。具体开展如下工作:(1)将稳定性基本概念、C形壳的可恢复原理、失稳机理、有限元分析方法予以阐述,对C形壳侧向变形线弹性阶段抗侧性能、屈曲荷载等进行了理论分析与推导。(2)探究C形壳的材性本构,研究了两端连接方式、上下连接板圆心角、C形壳的厚度、高度、开口圆心角、半径等诸多几何因素对C形壳侧向变形的影响,基于理论分析与大量的有限元数据拟合了理想C形壳的侧向变形承载力公式。研究了轴向力、不同方向侧向力对C形壳的侧向变形的影响,提出不同加载方向的抗侧公式,并探索了C形壳的侧向恢复性能。通过上述分析可以发现,不同因素会引起C形壳侧向变形性能的改变,往往在提高承载力的同时会更易产生塑性,在实际应用时需根据具体的使用目标合理控制相应的因素以达到良好的性能。(3)测量获取实际C形壳初始几何偏差,分别采用引入缺陷模态分析及以实际试件几何偏差为依据的几何偏差影响分析两种方法,探讨了初始缺陷对C形壳侧向变形的影响,通过模拟发现C形壳对缺陷敏感,尤其几何缺陷对C形壳的侧向变形影响较大。(4)设计制作了9种不同几何尺寸组合的C形壳试件,并对其进行侧向加卸载试验,研究了可复位C形壳的侧向变形和恢复性能。试验表明C形壳具有较好的侧向恢复性能。考虑多种因素的组合效应,对试验试件进行了有限元模拟,通过与试验变形现象及变形曲线的比对,验证了有限元建模分析的可行性,结合数值模拟对试验结果进行了分析并提出实际试件的侧向变形承载力公式。通过上述工作,分析并总结了可复位C形壳的侧向变形性能,为之后C形壳的应用奠定基础。