钢管混凝土结构能充分发挥钢管和混凝土两种材料的作用,与其它结构类型相比具有优越的力学性能,在实际工程中得到了广泛的应用。因此对钢管混凝土的研究已成为热门的研究领域。但目前更多的研究工作还停留在钢管混凝土的宏观研究上,人们对钢管混凝土破坏机理的认识还相当有限,因而未能建立起比较完备、系统的数学描述手段,对钢管混凝土结构破坏的预测缺乏合理而有效的力学模型。这使得人们对钢管混凝土结构稳定性的认识遇到了很大的障碍。因此,开展钢管混凝土结构破坏机理研究具有重要的理论意义和工程意义。由于混凝土材料的非均质性、各向异性和非连续性,采用解析的方法和物理试验方法无法进行破坏过程演化机理的模拟与分析。目前,鉴于钢管混凝土结构的复杂性,数值计算分析仍是开展钢管混凝土结构破裂机制研究的最有效手段之一。本文通过物理实验和三维破坏过程分析数值模拟方法,开展了围绕钢管混凝土柱的破坏过程和受力性能的全面研究。主要研究工作可以总结为以下几个方面：(1)从混凝土材料的细观结构层次出发,基于细观损伤力学,采用弹性损伤理论建立描述细观单元的本构关系,提出钢管混凝土破裂过程数值试验模型,同时进行该模型的验证及应用分析,以证明其用于钢管混凝土破坏过程研究的合理性。(2)开展组合短柱(包括圆钢管混凝土和方矩形钢管混凝土)的轴心受压试验和数值模拟分析,研究其工作过程、承载能力和延性。对钢管混凝土短柱进行数值模拟分析。数值模拟考虑混凝土材料非均匀性,对试件的受力、变形与内部裂缝萌生、扩展及最终破坏的全过程进行了数值模拟。并讨论了影响这种组合短柱力学性能和破坏过程的主要因素。(3)基于联想1800高性能计算机,采用大规模科学数值计算方法,进行圆中空夹层和方中空夹层复式钢管混凝土柱的三维数值模拟,分析在轴压作用下,两种形式的复式钢管混凝土柱受力性能和破坏特征,给出荷载-位移曲线及破坏过程中的应力、声发射等的分布,分析极限承载力。并研究了空心率对空心钢管混凝土轴压短柱工作性能的影响。(4)通过对10根圆钢管混凝土偏压柱的试验研究,对其破坏现象及机理进行分析；研究偏心率和长径比等参数对该类构件力学性能的影响规律,并用材料破坏过程分析系统RFPA3D数值模拟方法对试验试件进行数值模拟,模拟所得结果与试验结果较为一致。