近年来,高强钢材料越来越多地应用于各种实际的工程结构中,相比于普通钢材而言,高强钢具有经济成本低、拼装简易、强度更高等独特优势。高强钢构件不仅能够更大地减小截面的几何尺寸,节约钢材的消耗,还能减少结构建造的时间,缩短工期。特别是在现代我国经济高速发展的时代条件下,在工程结构中使用高强钢能够有效地节省相应的建造成本,具有重要的意义,并且节约钢材的使用量也能有效减少碳排放,因此可以认为高强钢的使用是现在建筑可持续发展的一个主要的发展趋势。本文的主要内容是基于梁柱单元的方法研究高强钢受压构件的承载能力,主要讨论梁柱单元的几何非线性和材料非线性两个方面的问题。几何非线性方面,本文基于稳定函数理论考虑了二阶效应,推导了空间梁柱单元的刚度矩阵。材料非线性方面,本文重点研究了高强钢的屈服面。屈服面能够精确地反映出构件在压弯状态下极限强度,截面的屈服面分为初始屈服面和极限屈服面两种,它们分别代表了截面的弹性强度和塑性强度。利用纤维模型方法计算得到了考虑残余应力的初始屈服面和极限屈服面并对其进行了数值拟合,同时分析了考虑弯曲引起的渐进屈服效应,并推导了相应的单元刚度矩阵。为了验证本文所推导了梁柱方法的适用性,本文利用matlab软件编了梁柱单元相关的承载力计算程序,以及基于纤维模型屈服面的计算程序。针对Q460和Q690高强H型钢这两种类型的构件,将梁柱单元方法的计算结果与现有学者的试验结果进行了对比,对比结果显示该方法具有良好的精确度和可靠性。为了进一步优化计算程序,本文还讨论了梁柱单元的转动特性,推导了单元坐标转换矩阵,总结了几种常用的非线性求解方法,以及针对不平衡力计算的自然变形法。通过本文所推导的梁柱单元方法,结合试验数据的对比,可以看出本文所提出的高强钢承载力计算方法具备很好的适用性,它能够很好地考虑残余应力的影响,并且有着很高的计算效率。在工程设计中采用该方法能够消除传统设计方法中存在的不确定因素的影响,具有重要的实际意义。