实心钢管混凝土由于具有良好的工作性能已经在实际工程中被广泛使用，而空心钢管混凝土由于采用工厂预制，相比实心钢管混凝土具有质量可靠、自重轻、可以现场直接安装等优点，在输变电塔行业也已有广泛应用。随着相关行业的发展，将空心钢管混凝土应用于工业和民用建筑上已经成为目前亟待解决的问题。从数学的角度看，实心钢管混凝土可以看着是空心钢管混凝土在极端情况下的特例，即空心率等于零的特殊情况。根据钟善桐教授的“统一理论”的推论，钢管混凝土在各种荷载条件下的性质变化应该是完全连续的，因此将实心和空心钢管混凝土统一起来进行研究，具有实际工程意义，同时也具有较强的理论意义。　　本文通过建立相关的理论模型并进行推导，得出钢管混凝土在轴压、火灾及冲击下构件性质随各参数变化的函数关系或规律；并在理论分析的基础上，结合现有的实验研究结果和有限元分析方法，对理论结果进行验证和修正，最终得到实心和空心、圆形和多边形完全统一、连续的相关计算公式。最后对钢管混凝土柱进行轴压实验和耐火实验研究，进一步验证本文相关计算公式的正确性。具体包括以下研究工作：　　1)建立圆形钢管混凝土在轴压作用下的理论模型并进行公式推导，得到弹性阶段钢管混凝土组合强度和各参数之间的函数关系。基于大量的实验数据将弹性组合强度公式扩展到弹塑性阶段，从而得到圆形实心和空心钢管混凝土完全统一的强度计算公式。采用约束混凝土的面积等效方法，将圆形截面的组合强度公式扩展到多边形截面；基于伯利公式将钢结构的稳定系数公式扩展到钢管混凝土，从而得到钢管混凝土的稳定系数计算公式；最终提出了实心和空心，圆形和多边形钢管混凝土统一的稳定承载力计算公式，并和实验及现有规范进行了对比和验证。　　2)基于本文钢管混凝土组合强度计算公式，建立适合于整体分析的钢管混凝土纤维模型和参数取值方法，此模型同时适用实心和空心、圆形和多边形钢管混凝土，为钢管混凝土的整体分析提供数值计算技术前提。　　3)研究钢管混凝土构件在ISO-834标准火灾升温曲线下的耐火性质，同时考虑了注水对构件耐火性能的影响，得出不同荷载比和空心率下注水和不注水构件耐火性能的变化规律；简化钢管混凝土在火灾下的传热模型，并采用格林函数法对圆形钢管混凝土的温度场进行解析和分析，引入平均温度的概念，并结合有限元计算给出钢管和混凝土平均温度的半解析解，在此基础上，给基于极限分析的原理，将常温轴压承载力公式扩展到火灾下，最终得到火灾下任意时刻钢管混凝土的承载力计算公式。　　4)对框架柱进行耐火有限元计算，研究框架对构件耐火性能的影响，并分别基于火灾下构件承载力的计算公式和火灾下构件的耐火性质变化规律，给出防火保护层的两种实用计算方法。　　5)基于能量守恒原理和柱抗冲击力学模型，将钢管混凝土的抗冲击问题转化为钢管混凝土的拟静力侧推问题，给出静力分析方法的分析过程并进行验证；对不同边界条件下，考虑轴力作用的柱构件在侧推作用下的变形进行弹性和刚塑性理论分析，并给出侧推-位移曲线的理论模型；结合动力和静力有限元分析，给出冲击下构件的最大变形的计算方法。针对汽车撞击荷载，对汽车撞击实心和空心钢管混凝土进行全过程的数值分析，并给出汽车等效静力荷载的取值公式。　　6)对框架中的钢管混凝土进行抗冲击有限元分析，研究框架约束对构件抗冲击性能的影响。结合构件和框架分析结果给出钢管混凝土抗冲击验算方法。　　7)对钢管混凝土柱进行常温轴压实验和高温耐火实验研究，弥补了相关实验研究的不足，并进一步验证本文理论公式的正确性和适用性。　　本文的得到钢管混凝土在轴压、火灾和冲击下的相关计算公式适用于实心和空心、圆形和正多边形钢管混凝土构件，且保证了常高温和静动力下相关计算公式的连续和统一，具有较强的理论意义和实际应用价值。