椭圆钢管混凝土是一种新型组合构件,按照截面形状可以分为尖端形椭圆钢管混凝土和圆端形椭圆钢管混凝土。它不仅能在外观上提供良好的建筑美学效果,更能在结构上通过合理分配主次轴抗侧刚度更好地满足特殊受力状态的要求,同时具有较小的阻流系数,因此被逐渐应用于工业厂房、公共建筑、桥梁工程和机场航站楼等实际工程中。目前国内外对椭圆钢管混凝土的研究主要集中在静力性能上,而对钢管混凝土抗震性能的研究也主要集中在圆、矩(方)和异形钢管混凝土,对椭圆钢管混凝土抗震性能研究尚未见报道,这严重制约了椭圆钢管混凝土在实际工程中的应用。因此,为了系统地研究椭圆钢管混凝土的力学性能,有必要对尖端形和圆端形椭圆钢管混凝土进行抗震性能试验和计算方法研究。本文采用拟静力试验和数值分析方法,分别对尖端形和圆端形椭圆钢管混凝土柱进行了水平低周往复荷载试验,对不同参数下的试验结果进行分析,并开展相应的有限元分析和参数计算,分析其抗震性能指标,研究了各参数对椭圆钢管混凝土抗震性能和破坏模式的影响。本文主要开展研究工作如下:(1)设计和制作了尖端形和圆端形椭圆钢管混凝土柱试件,对其进行水平低周反复荷载试验研究,通过观察试件破坏现象,分析各试件荷载-位移滞回曲线、骨架曲线、延性性能、强度退化、刚度退化和耗能能力等,探究不同轴压比、混凝土强度对尖端形和圆端形椭圆钢管混凝土抗震性能的影响。(2)采用有限元软件ABAQUS建立了尖端形和圆端形椭圆钢管混凝土柱数值分析模型,核心混凝土采用等效的应力-应变关系,通过对比试验和计算的破坏模式、滞回曲线和骨架曲线,验证了数值分析模型的准确性,并对尖端形和圆端形椭圆钢管混凝土典型试件进行了非线性全过程分析。(3)系统开展了尖端形和圆端形椭圆钢管混凝土抗震性能的参数分析,主要参数包括钢材强度、混凝土强度、轴压比、长细比、径厚比、尺寸效应和加载方向等,考察不同参数对尖端形和圆端形椭圆钢管混凝土抗震性能的影响规律。(4)在试验和数值分析的基础上,结合参数分析和受力机理的研究,对尖端形和圆端形椭圆钢管混凝土抗震计算方法进行了深入研究,提出了尖端形和圆端形椭圆钢管混凝土恢复力模型的简化计算方法和位移延性系数实用计算公式,为实际工程应用提供参考。