钢管混凝土构件在土木工程中主要用于受压构件,能同时发挥钢材与混凝土材料的优势,构件具有较高承载能力、良好的塑性变形能力、以及良好的耐火性能。因此,钢管混凝土构件在高层及超高层建筑、桥梁、大跨度结构中均得到了大量应用应用。在目前得到广泛应用的钢管混凝土构件中,最主要的形式是圆钢管混凝土构件及方钢管混凝土构件。由于圆钢管混凝土和方钢管混凝土各有优点,就使得两种不同截面形式的钢管混凝土应用于同一工程中有了可能,这样也就会出现本文中所涉及的连接圆钢管混凝土柱和方钢管混凝土柱的钢管混凝土上方下圆柱。本文中针对重庆市“嘉陵帆影”二期超高层项目中出现的钢管混凝土上方下圆短柱,主要的研究工作如下:(1)通过对现有技术条件下各种钢管混凝土上方下圆短柱制作方案的利弊的分析,提出了改进的设计成型方案。针对方案的模型中存在的平面尺寸和空间成型定位的难点进行数学解析,编写了计算平面尺寸和空间成型定位的工程软件。经验证,新设计方案和工程计算软件适用于任意截面尺寸和高度条件下的上方下圆短柱。(2)针对新提出的钢管混凝土上方下圆短柱的设计成型方案,提出了沿斜向平行线轧制的改进工艺,在实际具体工程中的应用取得了良好的效果,并节约了大量的制作成本。(3)在研究上方下圆钢管混凝土短柱的轴向受压的性能时,引入钢管混凝土统一理论中“等效截面”的概念,利用大型通用有限元软件Ansys对三组(每组各一个圆形、方形、上方下圆)在等效截面条件下的钢管混凝土短柱进行的轴向受压性能进行有限元分析,得到了三组试件的荷载位移曲线和极限承载力。在等效截面的条件下,上方下圆钢管混凝土短柱的轴向受压极限承载力比等效的圆钢管混凝土轴压极限承载力要低,但高于等效的方钢管混凝土的轴压极限承载力。在轴压荷载下,等效截面的上方下圆钢管混凝土短柱的破坏形态与圆钢管混凝土短柱和方钢管混凝土短柱不同,在受到轴向压力至破坏的过程中,其方口端部率先出现钢管屈服,钢管由方口出向圆口处过渡的过程中,应力水平逐渐减小,且应力沿钢管高度方向减小的过程是渐变连续的,符合钢管混凝土统一理论中的推断:“钢管混凝土构件性能的变化时随截面形式的改变而改变,变化是连续的。”