现在建筑中室内柱角凸出问题，严重影响了建筑的使用功能和审美观。由此设想，在高层钢结构建筑中，采用类似异形截面钢筋混凝土柱的异形截面钢柱，就能很好的解决以上问题。但是国内外对十字形钢柱研究很少，所以对十字形钢柱的受力性能和抗震性能的研究，具有非常重要的理论意义和工程实践价值。本文通过轴压比、翼缘宽厚比和腹板高厚比，研究这三个因素对十字形截面钢柱受力性能和抗震性能的影响，利用ANSYS有限元软件对构件进行数值模拟计算和研究。对构件在单向加载作用下的受力性能和循环荷载作用下的破坏模态、变形模式、滞回性能、骨架曲线、延性性能、耗能能力及刚度退化等抗震性能指标进行了比较系统的研究。研究表明十字形钢柱的破坏模态都经历了三个不同的阶段：弹性阶段、弹塑性阶段和局部屈曲失稳的塑性破坏阶段；破坏以塑性变形为主，构件变形发展都比较充分，滞回曲线饱满，具有较好的延性性能和耗能能力；随着轴压比增大，构件的滞回性能、延性性能等抗震性能指标降低，在综合因素的考虑下，建议对其轴压比进行限制，取n=0.4左右为宜；随着翼缘宽厚比增大，构件的滞回性能有所降低，但降低不是很明显；随着腹板高厚比的增大，构件的滞回性能、延性性能等抗震指标降低。结合现有的十字形钢柱的受力性能特点，作者提出了十字形钢柱的改进方案。改进方案钢柱减少连接部位应力过于集中，提高了十字形钢柱的承载能力和抗震性能。对构件在单向加载作用下的受力性能和循环荷载作用下的破坏模态、变形模式、滞回性能、骨架曲线、延性性能、耗能能力及刚度退化等抗震性能指标和传统形进行对比研究。经分析比较发现，改进形钢柱虽然钢材用量提高了4.7％-11.3％，但是相应所得到的极限荷载Pcu比传统形极限荷载Pu提高了15％-25％，说明对构件截面的改进是有意义的，也是很有必要的。