木材是一种纯天然的可持续建筑材料,具有柔和温暖的质感,给人一种舒适感,符合现代人的审美取向;钢材具有强度高、材质轻、延性好等优点,并且钢材还具有经济省钱、可持续发展等优点,能够满足对钢材有着长期大量需求的建筑使用。传统的木柱承载力较低、截面面积较大、易腐蚀和易虫蛀等缺点,因此通过对钢材、木材采取特定的组合方式,提高组合柱的力学性能成为了一种新的研究方向。基于此,本文提出预应力钢-木组合柱的概念,采用环向预应力钢材对核心木柱进行约束,充分发挥钢材的高强抗拉性能,预应力的施加使核心木柱在加载初期就处在三向受压的力学状态,避免了钢材上应力滞后;并在组合形式上使核心木柱长于钢材,在组合柱受压过程中,木柱先有一定的压缩变形,受压后的木材抵抗变形能力提高,在组合受力时,钢材和木材能协调变形。为了研究这种新型预应力钢-木组合柱的受力性能,本文主要做了以下研究:(1)新型预应力钢-木组合柱材料性能试验通过木材的材料性能试验获得了木材的含水率、密度、抗压强度、抗拉强度、抗弯强度和抗弯弹性模量,并按照相关规定,对木材的强度指标进行了折减,调整了木材的物理力学参数。并指出了木材可看作正交各向异性材料,结合已有规范给出了木材的9个弹性参数取值。通过钢材的材料性能试验获得了钢材的屈服强度、极限抗拉强度和钢材的弹性模量。(2)新型预应力钢-木组合柱受压承载力试验研究通过自制虎口钳夹持装置对钢材施加预应力,试验制作了13根不同参数的预应力钢约束木柱,对13根预应力钢-木组合柱和1根纯木柱进行轴心受压试验,对试验现象进行了描述,并总结了试件的破坏形态。探索了钢材、木材的合理组合形式,即钢材和木材的相对长度,然后改变螺栓间距、钢材厚度、长细比和预应力度等因素,分析组合柱的受力性能、刚度、延性和耗能能力,并给出了最优的组合参数形式。(3)新型预应力钢-木组合柱受压理论研究参考了FRP约束混凝土柱、木柱的计算模型和加固原理,并结合组合柱的破坏形式,分析破坏机理,并对混凝土、木材的受压本构进行分析,指出两者的相似性,提出了新型预应力钢-木组合柱的极限强度和峰值应变的计算模型,和应力-应变全曲线模型,并结合试验数据论证了该模型的合理性。本文通过对13根预应力钢-木组合柱和1根纯木柱进行轴心受压试验,研究组合柱的受力性能,分析了组合柱的力学特点,提出了极限强度和峰值应变的计算公式,为以后推广这种绿色的钢-木组合柱提供试验参考和理论依据。