钢管混凝土结构以承载力高、塑性韧性好、自重轻、施工方便、经济性好等优点,在多高层建筑中得到了广泛的应用。本文以MCFTS(Multi-core Concrete Filled Steel Tube System)高层钢结构住宅体系为背景,提出了一种新型钢管混凝土结构形式-大高宽比多腔钢管混凝土柱(简称“多腔柱”),其构造简单,施工方便,克服了传统钢管混凝土柱突出室内棱角,影响建筑使用效果等缺点,在竖向力及侧向力的共同作用下表现出良好的承载力、变形能力及耗能能力,是一种具有良好力学性能的新型竖向构件。本文采用试验研究、有限元分析与理论分析相结合的方法,对大高宽比多腔钢管混凝土柱开展抗震性能研究。具体完成以下工作:(1)进行了1个大高宽比多腔钢管混凝土柱的低周往复荷载试验。研究了构件的延性、耗能能力、承载力及刚度退化等抗震指标。研究结果表明:多腔柱的破坏形式是以腹板鼓曲、暗柱钢板鼓曲、纵向焊缝撕裂、混凝被压溃为特征的压弯破坏。试验得到的滞回曲线饱满,位移延性系数接近于3,破坏点的等效粘滞阻尼系数为0.326,刚度及承载力退化较为稳定,具有良好的承载力、延性及耗能能力。(2)通过非线性有限元软件ABAQUS进行了多腔柱单调加载与低周往复加载作用下的有限元模拟。结果表明:有限元模拟破坏现象与试验破坏现象一致,有限元荷载-位移曲线与试验荷载-位移曲线在弹性段及弹塑性段吻合较好。基于有限元分析结果,从应力、应变、损伤等方面分析了钢管与混凝土的内力分布情况,进一步分析和研究了多腔柱的受力机理。(3)采用有限元软件在考虑三重非线性的基础上较为系统地分析了轴压比、长细比、钢材强度、混凝土强度、含钢率等参数对多腔柱承载力、延性等力学性能的影响。(4)在试验与有限元分析结果的基础上,提出了多腔柱水平极限承载力的实用计算公式,将理论计算结果与试验结果、有限元分析结果及规范计算结果进行对比验证。与试验结果的对比表明,理论计算结果偏于安全。同时,介绍了多腔柱的工程做法及工程应用,可为工程设计提供参考。