随着建筑体系向超高、重载和大跨方向发展,常规的钢筋混凝土很难达到结构所需的强度以及刚度的要求,纤维增强复合材料(FRP)与混凝土的组合理念应运而生。本文充分利用“组合”这一理念,在钢筋混凝土结构和FRP约束混凝土结构的基础上构建了一种内置芯柱的十字型FRP混凝土组合柱,该组合柱是将FRP约束混凝土芯柱内置于十字型钢筋混凝土异形柱而形成。内置芯柱的十字型FRP混凝土组合柱不仅继承了钢筋混凝土异形柱的优点,还由于内置FRP约束混凝土使其在承载力和延性方面得到了进一步的提升与改善。所以开展此种内置芯柱的十字型FRP混凝土组合柱的力学性能研究具有较高的学术价值和实用价值。由于国内外对内置芯柱的十字型FRP混凝土组合柱的形式缺乏研究,故本文开展如下课题研究:(1)利用ABAQUS软件模拟出已有的4根钢筋混凝土柱以及4根内置CFRP圆管的方钢管混凝土柱国内外试验,通过选取恰当的材料本构模型以及有限元建模的方法,然后将仿真结果与试验数据进行对比,进而验证本文建模方法的正确性。(2)开展轴压荷载作用下的27根内置芯柱的十字型FRP混凝土组合柱扩展参数分析,探讨有无FRP管,FRP管内核心混凝土强度等级,外围混凝土强度等级,截面含FRP管型材率,FRP管厚度,纵筋的配筋率以及配箍率等参数对组合柱承载力的影响。还对组合柱的应力应变分布规律,破坏形态以及变形情况开展了深入的分析。(3)根据组合柱在轴压荷载作用下的力学性能特点,给出内置芯柱的十字型FRP混凝土组合柱工作的受力机理,基于数值仿真结果建立组合柱轴压承载力计算公式。(4)开展了内置芯柱的十字型FRP混凝土组合柱的拟静力数值仿真分析,根据得到的滞回曲线,进而分析不同参数下对组合柱骨架曲线,耗能以及刚度退化等指标的影响规律,最后给出组合柱的设计建议。