目前,异形钢管混凝土结构因其具有较高的承载能力及良好的构造特性正在被越来越多地运用到建筑工程领域,常见的截面形式有:L形、T形、H形、十字形、多边形等。异形截面钢管混凝土柱在相同外荷载和结构刚度的条件下,比传统截面形式的结构截面能做到更小,并且异形钢管混凝土框架结构更有利于社会经济可持续发展,对其关注及运用也越来越普遍。当前对于异形钢管混凝土框架结构缺少构造措施、受力特性不明确、节点形式较少等状况。本文提出侧板连接T形单榀单跨两层钢管混凝土框架结构和由T形、L形及矩形钢管混凝土柱组成的异形截面钢管混凝土框架结构,并采用理论分析与数值模拟相结合的方法进行研究。首先,采用软件ABAQUS建立侧板连接T形单榀单跨两层钢管混凝土框架结构模型并进行拟静力计算,探讨受力特性;其次,在ABAQUS中建立由T形、L形及矩形钢管混凝土柱组成的异形截面钢管混凝土框架结构,探讨框架结构的力学特征、工作机理、破坏特征、动力特性及地震响应等。具体的内容如下:(1)提出侧板连接T形单榀单跨两层钢管混凝土框架结构,为了检验模型的合理性,本文建立与文献资料中相同的钢管混凝土框架结构作为研究对象,并选取合理的钢材及混凝土的本构关系、单元类型、网格的划分等,应用ABAQUS对框架结构进行模拟计算,探讨框架结构的振型及模态,研究其地震响应;如每层最大位移反应曲线、每层最大剪力反应曲线等。研究结果表明:模拟与试验结果较为相符,证明了模型建立的合理性,为侧板连接T形钢管混凝土框架结构的模拟分析提供例证。(2)本文采用上述建模方法,建立侧板连接T形单榀单跨两层钢管混凝土框架结构,探讨框架结构在拟静力作用下的受力特点及抗震性能。分析框架结构的滞回性能、刚度退化、位移延性等,考虑轴压比的变化、长细比的变化、钢管壁厚的变化等因素对框架结构在变形、受力等方面的影响。研究结果表明:参数轴压比的变化没有多大的影响;钢管壁厚对于框架结构的影响较大,钢管壁越厚,框架结构的抗震性越好;参数长细比对于框架结构影响也较大,长细比数值越小,耗散性能越好。(3)本文结合文献资料中的节点形式,按实际模型1/10建立框架结构,设计了一栋由T形、L形及矩形钢管混凝土柱组成的异形截面钢管混凝土框架结构模型,并探讨其在多个地震波作用下的地震响应。研究结果表明:加速度值越大,结构顶层位移曲线最大位移处的地震动位移幅值也越大,整个框架结构对于地震波的位移反应也就越剧烈;整个框架结构的内力依次在楼板-梁-柱之间传递,而在整个时间历程中的应力大多集中在楼板与梁及柱的交接处,即节点连接区域。