在苏州太平金融高层建筑项目中,为了满足建筑师对大型裙摆状钢结构建筑外观造型的要求,大量使用了弯扭箱型钢构件,并利用十字梁拉结型格构式树形柱作为竖向承载构件。弯扭箱型钢构件是指在箱型钢构件的基础上,两端部绕构件轴线发生扭转并沿构件纵向发生弯曲的构件,可以适应复杂建筑造型,目前已在国内外许多大跨度空间结构中得到广泛的应用。十字梁拉结型格构式树形柱是将热弯形成的分肢柱用箱型十字拉结梁连接起来形成的新型树形柱,与传统的实腹式树形柱和平面Y状柱相比拥有更好的空间受力性能和整体性能。然而目前对弯扭箱型钢构件的研究大多集中在对实际工程的验证,尚未提出系统的弯扭箱型钢构件设计方法,这限制了弯扭箱型钢构件在实际工程中的应用。目前对树形柱的研究主要集中在轴压作用下平面Y形柱的力学性能,对十字梁拉结型格构式树形柱的轴压、抗震试验数据和受力性能缺乏。本文通过对苏州太平金融高层建筑项目中的弯扭箱型钢构件进行研究,利用有限元软件ABAQUS建立弯扭箱型钢构件的数值分析模型,考察其受力性能和破坏模式并提出相应的设计计算公式。同时设计了十字梁拉结型格构式树形柱的缩尺模型,开展了轴压性能试验和抗震性能试验,考察了十字梁拉结型格构式树形柱在轴压和地震作用下受力性能和破坏机理。本文主要研究工作总结如下:(1)统计了苏州太平金融高层建筑项目中使用的弯扭箱型钢构件,提出了基准截面,在此基础上利用有限元软件ABAQUS分别建立了弯扭箱型钢构件在轴向受拉、轴向受压、正弯矩、负弯矩作用下的数值分析模型,利用现有试验数据验证了数值分析模型的正确性。(2)对不同几何形状的弯扭箱型钢构件进行了大量数值模拟,获悉了在不同受力状态下弯扭箱型钢构件的受力性能和破坏模式,利用弯扭箱型钢构件的数值分析模型研究了钢材强度、弯曲程度系数、截面相对扭转角、翼缘宽厚比、截面高宽比、等效长细比等参数对其承载力的影响,并提出弯扭箱型钢构件轴向受拉、轴向受压、受正弯、受反弯承载力计算公式。(3)以苏州太平金融高层建筑项目中的十字梁拉结型格构式树形柱为对象,开展了十字梁拉结型格构式树形柱的轴压试验和拟静力试验,获悉了十字梁拉结型格构式树形柱的轴压性能和抗震性能,建立了十字梁拉结型格构式树形柱的数值分析模型,并利用试验结果验证模型的正确性。(4)利用十字梁拉结型格构式树形柱的数值分析模型探究了钢材强度、十字拉结梁数量、柱高、分肢柱弯头高度和分肢柱钢管壁厚等参数对其受力性能和破坏模式的影响,在此基础上分析了不同构造措施对十字梁拉结型格构式树形柱轴压和抗震承载力的影响,为实际工程设计和应用提供了理论依据。