在钢筋混凝土柱中布置竖向预应力筋,形成竖向预应力钢筋混凝土柱可以有效延缓柱裂缝开展并降低其震后残余变形,但同时亦会加大柱中混凝土轴压比,降低柱延性和抗震耗能性能。鉴于此,项目组提出在钢筋混凝土柱中布置钢管高强混凝土芯柱及横向预应力钢带,形成三向预应力核心钢管高强混凝土组合柱形式,以在延缓开裂、减小残余变形的同时保障良好的延性和耗能性能。本文结合试验研究和理论分析,对该新型三向预应力钢管高强混凝土组合柱的抗震性能及设计方法进行了研究,为该新型组合柱研究应用提供有益参考和依据。本文完成了3个剪跨比为2.7的三向预应力核心钢管高强混凝土组合柱与1个未加预应力钢带约束的竖向预应力核心钢管高强混凝土组合柱试件的低周反复加载试验,试验主要考察轴压比和竖向预应力程度对三向预应力组合柱抗震性能的影响。本文结合各试件裂缝的开展情况及破坏形态,以及各试件的荷载-变形滞回曲线、骨架曲线、刚度退化曲线等试验结果,对试件抗震性能进行了深入研究和分析,研究结果表明:(1)在相同的轴力情况下,增大预应力程度能相应地提高试件的极限承载能力和复位能力,但其承载力衰减和刚度退化会相对加快,延性和耗能性能也会有所降低;(2)在相同的预应力程度下,增大轴力可以提高试件的极限承载能力和耗能能力,但其延性会降低,而对试件的复位能力系数影响不大;(3)采用预应力钢带对试件进行横向约束,能明显能提高试件的延性和耗能能力,改善试件抗震性能。进一步结合试验研究结果,深入分析钢筋混凝土柱、型钢混凝土柱以及钢管混凝土柱的抗剪机理和承载力公式,采用叠加的方法,提出了三向预应力核心钢管高强混凝土组合柱的抗剪承载力计算公式,并将所提出公式计算结果与试验结果进行对比分析,二者较好吻合。