与圆钢管混凝土结构相比，方钢管混凝土结构具有节点简单、加工方便、施工周期短、便于采取防火板材等优点，在高层建筑中有其独特的优势，但目前国内外应用并不多。原因是：一方面由于方钢管混凝土构件轴向承载力偏低，钢管对核心混凝土产生约束力相对圆钢管混凝土小，抗震性能不如圆钢管混凝土；另一方面目前国内外对方钢管混凝土整体结构抗震性能研究较少，尤其是振动台试验做的不多，对方钢管混凝土和圆钢管混凝土的整体结构缺少理论和试验研究，因此了方钢管混凝土在工程中的应用。针对以上原因，本文利用国际大型通用有限元ANSYS软件，分别对不同轴压比、不同含钢率的方钢管混凝土短柱和圆钢管混凝土短柱进行伪静力分析，对采用这两种截面形式构件在紧箍系数相同的滞回特性、延性等抗震性能指标做了定量比较；根据方钢管混凝土短柱中钢管对核心混凝土约束力偏小的缺点，提出了一种新型的加强方钢管对核心混凝土约束力的截面形式——槽型横肋方钢管混凝土；将槽型横肋方钢管混凝土抗震性能指标和方钢管混凝土进行了对比研究，证明槽型横肋方钢管混凝土抗震性能比一般的方钢管混凝土好。同时，本文对30层、比例为1／20的方钢管混凝土和圆钢管混凝土框架剪力墙结构两个模型分别进行了模拟地震振动台试验，研究了在加速度峰值分别为0.2g、0.4g和0.6g时两结构在Taft波、El Centro波和天津波作用下的动力反应；用ETABS分别建立了两试验结构的有限元模型，并进行了时程分析，对方钢管混凝土和圆钢管混凝土框架剪力墙结构振动台试验和有限元分析进行了对比研究，研究成果可供工程实际参考。