方钢管混凝土组合异形柱是一种新型的柱结构形式，该柱能够包裹在墙体内部，增加使用面积，能够发挥钢管混凝土结构与异形柱结构的优势。为了降低用钢量并匹配建筑平面布置，经常使用L形柱。针对此方钢管混凝土组合异形柱，本文进行了体系的构造形式研究、构件轴压、构件压弯、构件抗震性能的有限元分析与试验研究、设计方法及工程应用研究。提出了直接连接和间接连接的螺栓连接方钢管混凝土组合异形柱、开孔钢板连接形式的方钢管混凝土组合异形柱，并比较了静力性能，发现在现有技术条件下，焊接开孔钢板连接形式的方钢管混凝土组合异形柱为最优形式，提出了方钢管混凝土组合异形柱外肋环板节点构造形式和计算方法。进行了2根组合异形柱的轴压试验和有限元模拟，其中一根为填充混凝土试件，一根为空钢管试件，通过试验与有限元分析，发现：填充混凝土后极限承载力提高21%，刚度提高，延性有所下降；开孔钢板和加劲肋作为连接形式能够很好的保证单肢柱协同工作；填充混凝土的试件连接板可以简化为横向和斜向缀条进行计算；试验结果与有限元分析结果吻合很好。进行了2种加载角度的方钢管混凝土组合异形柱压弯试验与有限元模拟，得到以下结论：两个试件分别发生了绕单轴的单向压弯和绕弱轴的双向压弯，而且双向压弯的变形与应力状态均绕着对称轴对称分布；两个试件的极限承载能力基本相同，单向压弯试件刚度较大，原因是由于试件的破坏是由于单肢柱顶的局部屈曲引起，极限承载力由单肢极限承载力控制；连接板可以简化为横向和斜向缀条受力；试验结果与有限元分析结果基本吻合。进行了3个方钢管混凝土组合异形柱拟静力试验和有限元模拟，试验参数为轴压比和单肢长细比，得到以下结论：方钢管混凝土组合异形柱滞回曲线饱满，具有较好的延性和耗能能力；随着轴压比的增加刚度增加，但是承载力、延性和耗能能力降低，随着长细比的降低刚度和承载力增加，但是延性和耗能能力降低；连接板可以简化为横向和斜向缀条受力；试验结果与有限元分析结果基本吻合。利用MIDAS软件，提出了方钢管混凝土组合异形柱-H型钢梁结构体系的设计方法和细部构造，进行了结构体系的受力性能分析，发现方钢管混凝土组合异形柱结构体系用于低层时优于单柱体系，具有较好的抗震性能，能够抵御罕遇地震。