近年来随着人类生活水平的提高,人们对建筑物的品质也相应提高,如对住房功能的需求不单单满足于传统的保温隔热,遮风挡雨等,现逐渐追求其安全、舒适、美观等性能。框架结构是目前高层建筑常采用的结构形式,在人们日常使用过程中,框架结构慢慢暴露出一个问题,即:由于柱跟墙的厚度不一样(往往柱的厚度较大),从而在柱与墙交汇处会出现突出的棱角。这个棱角一方面影响审美,另一方面也减少建筑物的有效使用面积。为了解决这个问题,研究人员提出了异形截面柱(T形、L形、十形以及Z形柱)。工程实践中异形截面柱已在小高层中运用比较成熟,我国也于2006年8月1日颁布了《混凝土异形柱结构技术规程》(JGJ149-2006),其中把T形、L形、十形截面柱纳入规范。Z形截面也作为一种异形截面,它能够解决空间错位等问题,但其研究相对较少;同时由于异形截面削弱了柱的截面面积,使其承载能力有所降低,从而未能使其大量运用于中高层建筑。从目前的大量研究可以看出,钢管混凝土结构可以有效的提高构件的承载力,因此本文提出钢管混凝土Z形截面柱的研究,一方面可以解决墙柱之间的棱角,另一方面可以提高构件承载能力,让Z形截面柱更好的运用于中高层以及超高层建筑结构中去。本文通过制作6根钢管混凝土Z形截面柱和1根素混凝土Z形截面柱,设置不同钢板厚度、有无加劲肋两个变量来研究其轴心受压性能。试验中通过对构件的破坏形式、受力曲线、钢板的纵横向应变等特性研究分析,再结合有限元软件采用试验所得参数以及合理的本构关系、边界条件、加载方式等建模分析,最终得出以下结论:(1)钢管混凝土Z形截面柱在轴压下其荷载—位移曲线与常规钢管混凝土截面柱(圆形、方形)线形趋势相似,构件的破坏主要以端部或者端部以下100mm-150mm处钢板鼓曲为主。(2)钢管厚度对构件轴压承载力影响较大,钢管厚度由3mm增加到4mm和3mm增加到5mm时,加劲肋构件轴压承载力分别增加57.2%、75.7%,无加劲肋构件轴压承载力分别增加54.6%、76.9%。(3)相同钢管厚度条件下有无加劲肋(采用焊接小钢片作为加劲肋)对构件极限承载力影响很小,钢管厚度分别为3mm、4mm、5mm时,加劲肋构件相对于无加劲肋构件承载力分别增加2.1%、3.8%、1.4%。(4)相对于非加劲肋构件,加劲肋构件后期的延性明显增加,并且能够有效的限制构件的局部变形。(5)对比分析现有国内外规范公式基础上,本文考虑对美国规范AISC(2005)公式提出修正,提出适用于本课题钢管混凝土Z形截面柱轴压承载力修正式,其中对构件轴压强度承载力N0进行修正(修正式详见式6-9)。