随着建筑结构向重载、大跨、高耸方向发展,柱子受到的荷载作用越来越大。近年来,钢骨-钢管混凝土组合柱由于其承载力高、延性好等优点而备受人们关注。目前对这种组合柱的研究主要集中在钢骨的对称配置和圆钢管混凝土上,考虑到柱子不均匀受力情况、建筑平面布置和建筑成本控制等要求,根据边柱、角柱等特殊部位的受力情况,改变钢骨截面形式,灵活配置型钢,提出了一种新型的非对称型钢骨-方钢管混凝土柱。这种组合柱在方钢管混凝土中内置T形或L形钢骨,使其在满足构件受力性能的同时,可有效地节省材料,降低构件的造价。本文利用ANSYS软件对这种新型组合柱的轴压、偏压以及抗弯等力学性能进行有限元分析,主要完成了以下工作:(1)在总结前人对钢-混凝土组合柱力学性能研究的基础上,选择合适的钢材和混凝土的本构关系及接触模型,利用ANSYS软件建立T形、L形钢骨形式的非对称型钢骨-方钢管混凝土柱的有限元模型。(2)对非对称型钢骨-方钢管混凝土轴压短柱进行有限元分析,研究这种组合短柱的工作机理、破坏形态、极限承载力和延性性能等,分析不同因素对组合短柱变形能力和承载力的影响,并给出不同参数影响下的荷载-位移关系曲线。最后利用理论分析和ANSYS有限元模拟,给出组合短柱轴压承载力的计算公式。(3)对非对称型钢骨-方钢管混凝土轴压长柱进行有限元分析,考虑到长柱模型较为细长,容易发生失稳破坏,在轴压荷载作用下对组合长柱模型进行有限元模拟时,着重分析不同长径比对组合长柱变形情况以及极限承载力的影响,并给出该轴压组合长柱承载力的计算公式。(4)利用ANSYS软件,对纯弯作用下的非对称型钢骨-方钢管混凝土柱进行有限元分析。沿不同角度对组合柱施加荷载,分析其抗弯性能的变化情况。改变组合柱的不同影响因素,分析抗弯性能的变化规律,并给出该组合柱抗弯承载力的计算公式。(5)利用ANSYS软件,对偏心受压状态下的非对称型钢骨-方钢管混凝土柱进行有限元分析,分析组合试件的基本受力状态,研究影响偏压组合柱力学性能的主要参数,给出组合柱在不同参数影响下的荷载-位移关系曲线,并提出偏心荷载作用下组合柱的承载力计算公式。