钢管混凝土结构受力性能好、施工便捷、经济耐久,在大跨桥梁和高层建筑中应用广泛。极限承载力分析是钢管混凝土结构安全性评估和设计的基础,在工程界和学术界得到了广泛重视。然而当前钢管混凝土结构极限承载力分析通常采用增量非线性有限元法,依赖于加载路径,并通过修改材料本构模拟结构的失效历程,涉及大量的非线性迭代分析,存在计算耗时久、稳定性欠佳、参数敏感性大等问题。为此,本文通过建立不同截面类型钢管混凝土构件齐次广义屈服函数,研究建立了钢管混凝土结构极限承载力分析的高效高精度线弹性迭代方法,具体内容如下:1)通过搜集、分析、遴选国内外钢管混凝土构件与结构试验结果,研究建立了具有1708组钢管混凝土构件和23组结构极限承载力试验数据库,其中矩形截面构件720组、圆形截面构件934组、哑铃型截面构件54组,以及1 1组桁架结构和12组拱结构试验数据,为验证钢管混凝土结构极限承载力分析方法提供了客观依据;2)考虑钢管受力状态差异和钢管强度的影响,建立了钢管本构关系修正模型,进一步地考虑钢管约束引起的混凝土强度提升,建立了核心混凝土峰值应力表达式,并通过合理选取上升段和下降段形式、峰值应变和残余应力段系数,建立了矩形钢管约束混凝土本构关系修正模型,通过与试验数据和现有本构关系的对比分析,验证了本文建立的材料本构关系修正模型具有广泛的适用性和更高的计算精度;3)研究确定了矩形、圆形和哑铃型钢管混凝土构件轴压承载力计算公式,基于承载能力极限状态,考虑钢管发生应变强化,建立了钢管混凝土受弯构件承载力失效判据,在此基础上,利用纤维模型法通过回归分析建立了矩形、圆形和哑铃型截面塑性发展系数和构件抗弯承载力计算公式,通过与试验数据、现有失效判据和抗弯承载力计算公式对比分析,验证了本文建立的失效判据能够更加真实地反映构件的抗弯能力,且抗弯承载力新建公式能够取得更高的计算精度;4)基于钢管混凝土构件轴压和抗弯承载力计算公式,考虑套箍系数和稳定系数的影响,采用纤维模型法建立了矩形、圆形和哑铃型钢管混凝土构件压弯齐次广义屈服函数,计算结果与压弯承载力试验数据吻合良好,并通过建立考虑矢跨比影响的抛物线单圆管拱稳定系数修正公式,建立适用于拱稳定承载力分析的齐次广义屈服函数,齐次广义屈服函数能够有效克服广义屈服函数计算结果受荷载初值影响的缺陷,并避免求解结构极限承载力时涉及复杂的材料层面非线性迭代分析;5)利用齐次广义屈服函数定义单元承载比,结合变形能守恒原理推导了单元弹性模量调整策略,并通过缩减高承载单元的弹性模量模拟结构内力重分布,建立了不同截面类型钢管混凝土桁架和拱极限承载力分析的线弹性迭代方法,计算结果与试验结果吻合良好,且能够取得较增量非线性有限元法更高的计算效率和稳定性;6)结合基准承载比建立了钢管混凝土结构高、低承载构件的自适应识别准则,并采用单元承载比和最大单元承载比分别定义构件和结构两层面安全系数,建立了两层面安全性的定量关系,克服了当前设计理论无法准确识别第二类高承载构件以及缺少两层面安全性定量关系的不足,进而利用本文方法分析了某在建430米中承式钢管混凝土拱桥两层面安全性,为该桥的进—步优化设计奠定了基础。