为了加强异形钢管对混凝土的约束作用并减少焊缝的数量,促进标准化、装配式施工,提出了一种将方钢管和槽钢焊接形成的组合式十字形钢管混凝土柱。本文通过轴压试验和偏压试验得到了各试件的最终破坏形态及相关测量曲线,并使用有限元软件ABAQUS对试验中各试件进行建模分析,最后在试验研究和有限元模型计算分析的基础上,分别建议了适用于组合十字形钢管混凝土柱的轴压和偏压极限承载力简化计算方法。本文主要进行了以下研究工作:(1)设计了5根组合十字形钢管混凝土柱轴压构件,以试件长度、截面形式等为主要参数,对试验后的试件破坏形态和实测数据曲线进行分析。结果表明:随着长度的增加,试件的承载力有明显的下降,但弹性阶段的刚度无明显变化。对于相同长度的试件,B型截面相比A形截面由于加肢的存在,承载力有明显提升,且整体刚度略大于A型截面。(2)设计了6根组合十字形钢管混凝土柱偏压构件,以试件长度、偏心距等为主要参数,对试验后的试件破坏形态和实测数据曲线进行分析。结果表明:随着长度的增加、偏心距的增大,试件的偏压极限承载力均呈下降趋势;试件长度的增加对试件弹性阶段刚度的影响不明显,偏心距的增加使得试件弹性阶段刚度降低。(3)参考国内外学者运用ABAQUS对钢管混凝土异形柱构件轴心受压和偏心受压作用下的有限元建模方法,对11根(轴压5根,偏压6根)组合十字形钢管混凝土柱进行建模和分析计算,考虑组合十字形钢管混凝土柱截面形状的特殊性及强约束作用,选取适合本文组合十字形钢管混凝土柱内填混凝土的本构关系,并将有限元计算所得的荷载-应变及荷载-纵向压缩量全过程曲线与试验曲线进行对比。(4)在验证本文建模方法正确性的基础上,对试件进行了轴压工作机理分析。结果表明:组合十字形钢管混凝土柱中方钢管混凝土芯柱相比普通方钢管混凝土柱,具有更高的承载能力和更好的延性;组合十字形钢管混凝土柱中钢管对混凝土的约束效果在角部较强,在腹板中部的约束效果较弱。(5)在参考国内外研究钢管混凝土异形柱轴压、偏压承载力的相关规范和文献的基础上,建议了适用于组合十字形钢管混凝土柱的轴压、偏压承载力计算公式,将公式计算所得承载力与本文试验测得承载力进行对比,验证了计算公式的正确性。