在钢管混凝土工程中,采用外方内圆中空夹层的结构组合形式可以充分发挥外钢管对夹层混凝土的约束和内钢管对夹层混凝土的支撑作用,同时因去除了部分混凝土使重量大大减轻,而表现出优于传统钢管混凝土结构的力学性能。为了保证方中空夹层钢管混凝土结构在大跨度和超高层等受力复杂的建筑中的应用,提高结构的各项力学性能,发掘承载力潜能,需要开展方中空夹层钢管混凝土轴压力学性能研究工作。本文在充分研究国内、外相关文献的基础上,制定了一套完整的试验方案,针对9根方中空夹层钢管混凝土短柱试件,开展轴压试验,研究其轴压力学性能,分析内外钢管的用钢量比例、空心率等因素对轴压力学性能的影响并通过有限元软件ABAQUS建立了分析模型,完成非线性分析工作。试验研究表明:外钢管出现的波浪形鼓曲均发生在试件达到极限承载能力后,试件破坏模式为剪切型破坏和腰鼓形压皱破坏,内管出现铜钱状凸曲,内、外钢管纵向焊缝均无开裂现象;试件极限承载力随外钢管用钢量的增加而增大,随空心率的增加而降低。ABAQUS模拟分析结果可知,试件外钢管的四个角处的应力最大,内、外钢管在应力集中区产生了较大的局部屈曲,混凝土的轴向应力分布均匀;试件破坏形态、荷载-位移关系曲线及极限荷载的分析结果与试验结构基本吻合。本文以内外钢管的用钢量比例和空心率两个参数为切入点,将所有试件取相同用钢量,进行试验现象、轴压承载力、荷载-应变关系曲线和荷载-位移关系曲线逐一分析,为方中空夹层钢管混凝土的研究和工程应用提供参考。