作为一种新型异形钢管混凝土柱形式,多腔钢管混凝土巨型柱通过分腔,有效解决了钢管良好套箍的问题和大体积混凝土浇筑问题,在提高构件受力性能的同时,也提高了施工效率,近年来在超高层建筑结构中得到了应用。但目前关于多腔钢管混凝土柱的研究较少,工作机理尚不明确,承载力计算方法也不成熟,针对这一问题,本文以天津高银117大厦多腔钢管混凝土巨型柱为原型,采用理论分析、试验研究和数值模拟相结合的方法,对多腔钢管高强混凝土柱工作工作机理与承载力进行深入研究,考察了试件破坏形态,分析了多种因素对构件受力性能的影响及其规律,建立了短柱轴心受压强度承载力和中长柱轴心受压稳定承载力计算公式。主要研究工作和成果如下:(1)研究了多腔钢管高强混凝土柱的工作机理。通过轴心受压试验及有限元模拟计算,实测了荷载—变形曲线和荷载-应变曲线,考察了试件的破坏形态,明确了试件的受力阶段,分析了试件受压全过程各部位的应力变化规律,研究了多腔钢管高强混凝土柱轴心受压工作机理。研究表明,对于长细比小于16的短柱,其破坏形态为强度破坏,在试件达到极限承载力时,多腔钢管及腔体内钢筋笼均达到屈服状态,腔体内混凝土达到其圆柱体抗压强度;对于长细比大于16的中长柱,其破坏形态为弯曲失稳破坏,在试件达到极限承载力时,腔体内钢筋笼达到屈服状态,但大部分多腔钢管并未达到屈服状态,仍有部分混凝土未达到其圆柱体抗压强度。(2)研究了各种因素对多腔钢管高强混凝土柱承载力的影响及其规律。在试验基础上扩大了因素和水平,分析了各种因素对构件承载力的影响及其规律。研究表明,提高混凝土强度或钢材强度,增加钢管厚度均可以不同程度提高试件极限承载力,增加钢管厚度还可以显著改善试件的延性;设置钢筋笼对试件极限承载力及延性均没有太大影响;长细比的改变对短柱试件极限承载力影响不大,但对于中长柱试件的极限承载力和后期承载力均有着重要影响。(3)建立了多腔钢管高强混凝土柱轴心受压承载力计算公式。对试验结果和有限元模拟结果进行综合分析,并结合国内外钢管混凝土规范,提出了多腔钢管高强混凝土短柱轴心受压强度承载力计算公式,在短柱强度承载力的基础上考虑稳定系数,提出了多腔钢管高强混凝土中长柱轴心受压稳定承载力计算公式,并给出了两种稳定系数的计算方法。