近年来,随着装配式建筑的广泛应用和发展,我国建筑业正逐步向绿色建筑和建筑业现代化方向转型。钢结构作为其发展不可或缺的一部分,迎来了重大的发展机遇。本文结合轻钢龙骨体系和组合截面优势提出新型组合截面框架结构体系,针对其主要竖向承重中柱——十字形拼合截面,采用MATLAB和CUFSM软件对十字形拼合截面进行以提高截面临界屈曲应力为目标的截面优化,其中包含8种不同截面面积的十字形拼合截面。基于参数优化结果,开展了冷弯薄壁型钢十字形拼合柱轴压试验,并依据试验建立有限元模型,在有限元与试验结果相互验证的基础上,展开分析长细比λ、板件宽厚比b/t以及纵向螺栓间距s等关键参数对其轴压性能的影响。最后在比较北美规范、中国规范理论计算结果的基础上,提出适用于本文的十字形拼合柱轴压承载力建议修正公式。基于上述工作,得到以下结论:（1）本文提出了采用垫板和高强螺栓连接的冷弯薄壁型钢十字形拼合柱,其适用于冷弯薄壁型钢框架结构体系。采用MATLAB和CUFSM软件对十字形拼合截面优化,使其局部、畸变屈曲临界应力得到大幅提升,引入直接强度法计算其轴压稳定承载力,发现经优化后的截面在一定长细比范围内轴压承载力得到明显增强。（2）试验结果表明:对于89mm系列试件,短柱和中长柱主要为局部屈曲和畸变屈曲破坏,长柱主要为整体弯扭屈曲破坏;而对于135mm系列试件,由于板件厚度变大和截面惯性矩的增大,所有试件表现为局部屈曲和畸变屈曲的局部承压破坏。（3）通过有限元对敏感参数的分析,结果表明:长细比λ和板件宽厚比b/t对于十字形拼合柱的初始刚度和极限承载力有明显的影响,纵向螺栓间距s对十字形拼合柱轴压性能的影响相对较小。（4）将试验结果代入北美规范直接强度法和中国规范有效宽度法进行对比,北美规范对于短柱的承载力计算偏于不安全,对中长柱和长柱的承载力计算则偏于安全,而中国规范的承载力计算整体偏于过于保守。基于中国规范对轴压承载力计算公式进行修正和验证,发现修正公式N’u与试验值、有限元计算值的比值分别在0.985～1.096和1.021～1.182之间,吻合度较好。