随着城市建设步伐加快和建设科技的发展,作为住宅建筑产物的异形钢筋混凝土柱(T形、L形、十形),由于其肢厚同墙厚,能够避免房间出现棱角,有利于建筑布局,提高房屋的使用面积；但是由于其具有延性差、轴压比限制严、施工较复杂等缺点又制约了其发展。同异形钢筋混凝土柱相比,异形钢管混凝土柱具有承载力高、塑性性能好等优点,具有较好的应用前景,因此也越来越受到国内外学者的关注,但是目前对异形钢管混凝土柱的研究仅限于受力性能的研究。本文在2008年武汉市建设科研项目(项目编号：40)和2008年度湖北省建设科技研究(开发)项目(项目编号：44)的资助下对异形(T形和L形)钢管混凝土组合柱的抗震性能进行了试验研究和非线性有限元分析,其研究成果将为《异形钢管混凝土结构技术规程》的编制提供参考依据,同时对促进钢管混凝土结构的进一步推广应用具有重要的现实意义和工程应用价值。本文研究内容及其成果主要包括以下几方面：(1)在对国内外各种异形钢管混凝土柱理论研究和工程应用成果进行总结,并对存在问题进行分析的基础上,提出了改进的异形钢管混凝土组合柱(将一个矩形钢管型材与一个U形钢板直接焊接形成钢管混凝土组合T形和L形柱,即A类截面构件)和改进的带约束拉杆异形钢管混凝土组合柱(将一个矩形钢管型材与一个U形钢板直接焊接形成钢管混凝土组合T形和L形柱,并沿钢管各边按一定间距设置部分约束拉杆,即B类截面构件)。对比分析表明：改进的异形钢管混凝土组合柱和改进的带约束拉杆异形钢管混凝土组合柱更经济合理、施工更方便。(2)根据《建筑抗震试验方法规程》(JGJ101-96)等相关规范、规程的要求,考虑轴压比、混凝土强度、钢管壁厚度以及截面类型等影响因素,按照1：2的缩尺比例,设计制作6个异形钢管混凝土组合柱试件(其中T、L形各3个),6个改进的异形钢管混凝土组合柱试件(其中T、L形各3个)以及6个改进的带约束拉杆异形钢管混凝土组合柱试件(其中T、L形各3个),通过在低周反复荷载作用下的拟静力试验,对其抗震性能进行了研究。试验表明：各试件的滞回曲线形状饱满,呈梭形；位移延性系数均大于2；等效粘滞阻尼系数均大于0.17；各试件具有良好的抗震性能(其中包括改进的异形钢管混凝土组合柱和改进的带约‘束拉杆异形钢管混凝土组合柱)。(3)运用正交试验分析方法,对9个T形和9个L形钢管混凝土组合柱在低周反复荷载作用下拟静力试验结果进行了正交试验分析。分别分析轴压比(轴力)、混凝土强度、钢管壁厚度以及截面类型四个因素对异形钢管混凝土组合柱的极限承载力、延性和耗能性能影响,并比较各种因素对极限承载力、延性和耗能性能影响的显著程度。分析结果表明：对于T形柱,采用改进的带约束拉杆异形钢管混凝土组合柱对于提高构件的极限承载力和抗震性能有利；对于L形柱,采用改进的带约束拉杆异形钢管混凝土组合柱对于提高构件的极限承载力有利,而采用改进的异形钢管混凝土组合柱对于提高构件的抗震性能有利。(4)采用大型有限元软件ABAQUS,对9个T形和9个L形钢管混凝土组合柱的抗震性能进行了三维非线性有限元分析,并将计算结果和试验结果进行了对比。结果表明：有限元计算结果与试验结果基本吻合。这说明计算时所采用的钢材以及混凝土的本构模型、有限元模型、求解方法等是合理、可靠的,可为后续进行多参数分析提供依据。在总结全文工作的基础上,提出了本课题研究展望。