钢管混凝土结构在建筑结构中的应用越来越广泛。基于高精度的结构数值模拟计算是钢管混凝土结构抗震性能研究的重要手段,也是深入了解其力学性能和开展试验研究的前提。为了使钢管混凝土结构在抗震性能方面的研究深入和全面,促进钢管混凝土结构在实际工程中的应用,本文对方钢管混凝土柱及带楼板的方钢管混凝土柱-钢梁外环板式节点的抗震性能进行了精细化数值模拟,主要研究工作和取得的成果如下:(1)建立了方钢管混凝土柱在往复荷载作用下的精细有限元分析模型。此模型考虑了几何和材料的非线性、钢管和核心混凝土之间的接触、混凝土材料在循环荷载下的损伤退化等因素的影响。通过与试验结果进行对比分析,验证此有限元模型具有较好的精度。基于该限元模型,对方钢管混凝土柱的工作机理进行了较细致分析。研究了此类柱的破坏形态,受力全过程以及应力、损伤发展情况。并较系统分析了钢管混凝土柱的宽厚比、柱核心混凝土强度、轴压比等因素对柱抗震性能的影响规律。(2)基于柱的有限元模型,建立了带楼板的方钢管混凝土柱-钢梁外环板式节点在往复荷载作用下的精细有限元分析模型。通过与试验结果进行对比分析,验证此有限元模型具有较好的精度。基于该限元模型,对方钢管混凝土柱-钢梁外环板式节点的工作机理进行了较细致分析。研究了此类节点的破坏形态,受力全过程以及应力、损伤发展情况。并较系统分析了钢筋混凝土楼板,柱宽厚比、柱内核心混凝土强度、轴压比、节点高宽比等因素对节点抗震性能的影响规律。(3)基于参数分析,提出了一种带楼板的方钢管混凝土柱-钢梁外环板式节点的抗剪承载力计算公式,同时提出了此类节点的核心区剪力-剪变恢复力模型。最后将该恢复力模型与试验和数值计算结果进行比较,总体上吻合较好。(4)对比分析现有单参数和双参数地震损伤模型,根据方钢管混凝土柱和带楼板的方钢管混凝土柱-钢梁外环板式节点的破坏特征,选取最大非弹性变形和累积滞回耗能建立能反映结构性能退化和累积损伤的地震损伤模型,对节点失效破坏进行定量评估。