非等壁矩形钢管混凝土作为一种新型的组合截面形式,其主要特点是通过截面优化设计,充分利用材料强度,来达到提高构件承载力的目的。本文通过试验研究、数值计算和理论分析,研究了非等壁矩形钢管混凝土构件的承载性能,包括以下主要内容:首先,研究了非等壁矩形钢管混凝土受弯构件的力学性能。进行了7根受弯构件的试验研究,结果表明,钢管上、下翼缘厚度之比越小,极限状态下参与工作的混凝土越多,组合截面承载性能越好。采用纤维模型法以及有限元法对受弯试验全过程进行了仿真,得到了与试验基本吻合的结果。进一步推导了非等壁矩形钢管混凝土组合截面极限弯矩的解析表达式,并探讨了受弯构件的截面优化问题,特别对高含钢率和高强混凝土构件,优化截面的承载力提高效果显著。其次,进行了非等壁矩形钢管混凝土长柱受力性能的研究。4根轴压长柱和8根偏压长柱的试验结果表明,在相同含钢率、长细比和偏心距下,非等壁截面构件较等壁厚截面具有更大的承载力。通过纤维模型法以及有限元法的数值模拟结果表明,在一定截面含钢率、长细比和偏心距下,非等壁矩形钢管混凝土偏压长柱的极限承载力最大可提升57%,表明经过优化的非等壁矩形钢管混凝土截面可以显著提高偏压长柱的承载能力。进一步推导了非等壁矩形钢管混凝土构件稳定承载力的解析表达式,计算结果与试验相吻合。最后,探讨了非等壁矩形钢管混凝土偏压短柱的承载性能。进行了10根非等壁矩形钢管混凝土短柱的试验研究,结果表明偏压短柱具有良好的承载力和延性。通过有限元数值方法模拟了偏压短柱的受力全过程曲线,推导了偏压短柱承载力的计算公式,并进行了相应的参数分析。研究结果表明在一定截面含钢率和偏心距下,非等壁矩形钢管混凝土偏压短柱承载力相较于等壁厚截面最大可提升17%,表明优化截面具有更大的承载潜力。