由于钢结构建筑与其他结构建筑相比具有质量轻承载力高、施工安装快捷、延性大耗能能量强等特点,所以被广泛地应用于建筑中。如果在钢结构中施加预应力,则钢结构在荷载作用下的变形将有效减小,钢结构的结构性能也会被改善而且钢结构中的钢材强度也会被充分地利用。预应力撑杆柱构件是预应力钢结构中常见的一种预应力构件,预应力撑杆柱由于有横撑杆柱和预应力拉索的存在,其整个外形非常好看,承载力和稳定性高,因此在建筑结构设计中被广泛使用。预应力撑杆柱是现代预应力钢结构的一种,预应力撑杆柱利用中心柱四周的预应力拉索通过横撑杆对中心柱施加横向轴力提供侧向弹性约束,从而中心钢柱的计算长度被减小,因此提高了预应力撑杆柱的轴向稳定承载力。本文在查阅和总结相关预应力撑杆柱的研究内容的基础上,对预应力撑杆柱作了较为深入的研究。本文主要研究内容有:首先本文分别对普通简支柱和预应力撑杆柱的失稳形式进行了介绍,简要论述了有关预应力撑杆柱的稳定理论和稳定计算方法。并对本文的研究对象预应力撑杆柱的数值模拟进行了详细分析,例如对预应力撑杆柱在有限元建模过程中单元选择、边界条件、预应力施加、预应力撑杆柱的工作原理和分类方法进行了论述。数值模拟结果说明预应力拉索体系的加入提高了核心钢柱稳定承载力和刚度。并对预应力撑杆柱进行了扩展参数分析,分析了预应力大小、支撑条件、横撑杆长度、横撑杆的直径对单橫隔预应力撑杆柱稳定承载性能的影响。进而对空间单橫隔预应力撑杆柱进行数值模拟,并与文献中的理论进行对比,对比结果发现两者误差较小验证了文献中关于空间单橫隔预应力撑杆柱的理论分析。同时,本文对多橫隔预应力撑杆柱的弹性屈曲性能进行数值模拟,其弹性屈曲荷载比单橫隔预应力撑杆柱弹性屈曲荷载大幅提高。这是因为多橫隔预应力体系给中心柱提供了更多的弹性约束,从而提高了其稳定承载力。除此之外,本文还对预应力撑杆柱的动力性能进行了数值模拟,通过与普通柱的动力性能进行对比发现,预应力撑杆体系的加入不仅减小了预应力撑杆柱的自振频率还对其模态有影响。然后通过谱分析,预应力撑杆柱在地震作用下的最大位移和最大应力均比普通柱在地震作用下的最大位移和最大应力小,说明预应力撑杆体系可以提高构件的抗震性能。