随着现代泵送混凝土浇筑工艺发展,钢管混凝土结构成为绿色建筑与建筑工业化的解决方案之一,若应用高强钢管将能进一步提高结构承载性能。然而,随钢材强度的增高,相同承载力下可以减小构件截面尺寸,使高强钢构件的局部失稳问题也较普通钢构件更为突出。国内外设计规范针对这一问题限定了板件的宽厚比限值,随着强度增高,宽厚比限值越小,这将制约高强钢在大宽厚比截面构件中的应用。理论研究表明,波形数较少的板件整体受压屈曲性能在一定条件下优于波形数较多的。针对高强钢管柱构件在大宽厚比下的局部失稳问题,本文提出了单波板件,并将其应用于Q690高强钢管柱构件中。为了研究单波钢管的实际力学性能,本文对10个高强钢管混凝土L形柱及空钢管进行了轴压试验研究,并基于已验证的有限元模型对高强钢管混凝土L形柱进行了参数分析。主要研究工作如下:1)研究了波形钢板的波形数效应,并对单波板件的整体屈曲性能进行了参数分析,得出了最优波形;基于正交各向异性板理论,研究了简支波形钢板的整体受压屈曲,推导了适用于多波板件的屈曲临界应力公式;建立了波形钢板变形的理论模型,基于基本假定和能量守恒原理推导了简支单波板件的屈曲临界应力公式,并探讨了单波板件的经济性。2)开展了L形高强钢管混凝土柱及空钢管柱的轴压试验研究,考察了不同宽厚比、波形设置等因素对构件局部稳定与轴压极限承载力的影响;通过试验获得了试件的破坏模式,测量了荷载-位移、荷载-应变关系曲线;并将试验结果与现有国内外规范的预测结果进行对比,讨论了现有规范的适用性。3)建立了ABAQUS有限元模型并对比试验结果进行验证,研究高强钢管混凝土L形柱的轴压工作机理;通过采用正交设计法研究了不同波形和宽厚比对L形空钢管短柱构件的轴压承载力及局部稳定性的影响,优化了波形构造;通过参数分析研究了钢材屈服强度、混凝土强度、宽厚比以及波形对L形钢管混凝土短柱构件力学性能的影响;基于试验与参数分析结果,分别针对普通截面和单波截面,提出了各自新的轴压承载力计算公式。