钢与混凝土组合结构能够实现钢与混凝土的材料性能互补,在土木工程结构尤其是高层建筑结构中已得到广泛应用,钢结构住宅采用钢管混凝土异形截面柱时,不仅节约空间有利于家具物品摆放,更符合美观要求。目前,异形柱类型主要包括钢筋混凝土异形柱、型钢混凝土异形柱、钢管混凝土异形柱等,本文在对以上异形柱类型进行总结分析的基础上,提出了一种新型的异形截面柱—T形方钢管混凝土组合异形柱,即由多个方钢管混凝土柱焊接而成L形、T形、十字形等异形截面。通过试验研究、理论分析和数值模拟对T形方钢管混凝土组合异形柱轴压荷载下的力学性能及工作机理做了深入研究。对5个T形方钢管混凝土组合异形柱试件进行了轴向压力静载试验,分析了含钢率、钢材强度、长细比等因素对试件破坏模式、极限承载力、延性性能等力学性能的影响;建立了与试验相符合的有限元分析模型,分析量化了钢材强度、钢管厚度、混凝土强度对构件极限承载力的提高;将各国规范中有关组合柱强度承载力计算公式进行对比分析,并根据试验及数值模拟结果,得出了T形方钢管混凝土组合异形柱强度承载力公式;针对目前常用的两种有关组合柱稳定系数计算方法,将二者计算结果与试验及数值模拟结果进行对比分析,结合工程实际需求,得到了T形方钢管混凝土组合异形柱稳定承载力公式。主要取得的成果如下:(1)在T形方钢管混凝土组合异形柱中,试件的钢管与钢管之间的连接焊缝未发生开裂,钢管与混凝土、钢管与钢管间的协同工作性能较好,试件呈现出较好的整体性。短柱类构件最终主要呈现出中部鼓曲破坏、端部局部鼓曲破坏,表现出了典型的强度破坏特征;长柱类构件主要呈现出整体弯曲失稳破坏,表现出了典型的稳定破坏特征。(2)有限元软件模拟的构件荷载变形曲线、破坏形态、极限承载力皆与试验结果趋势一致,吻合度较高,说明文章建立的有限元模型能够较好的模拟试验,后续可以利用该模型对T形方钢管混凝土组合异形柱轴压试验进行补充分析;在有限元变参分析中,随着含钢率、钢材强度、混凝土强度的提高,对T形方钢管混凝土组合异形柱承载力分别提高了23.7%、22.7%、12%,即钢管厚度和钢材强度对构件承载力的影响程度接近一致,混凝土强度对构件承载力影响能力最弱,因此在实际工程中,如需提高构件承载力,首选提高含钢率和钢材强度。(3)以规范AIJ计算的轴压承载力结果最接近试验和模拟结果,提出的考虑约束效应系数与长细比影响的T形方钢管混凝土异形柱轴压承载力简化计算方法,能够较好的预测T形方钢管混凝土异形柱的轴压强度承载力以及稳定承载力,可为T形方钢管混凝土异形柱的设计及在实际工程中的应用提供参考依据。