随着现代建筑不断向高耸和大跨方向发展,对结构柱承载能力和抗震性能的要求日益提高。本文针对空腹式型钢混凝土柱因承载能力和抗震性能不足,而在抗震要求更高的重载结构中的应用受到限制这一问题,结合螺旋箍筋约束混凝土的优势,提出一种满足重载要求的新型结构柱:螺旋筋约束增强空腹式型钢混凝土柱。该新型结构柱是将螺旋箍筋配置于空腹式型钢混凝土柱的核心,即不影响梁柱节点的穿筋,又能与型钢骨架共同工作,对核心混凝土形成复合约束,以提高其承载和抗震能力。通过对其受力机理和抗震性能的系列研究,主要取得以下成果:（1）通过19组不同尺寸螺旋箍筋约束混凝土试件的轴压试验,分析了各参数,尤其是试件尺寸对其强度、变形、应力-应变关系、裂缝发展和破坏模式的影响;采用多因素效应的析因分析法,研究了螺旋箍筋约束混凝土宏观力学性能的尺寸效应特征,结果表明螺旋箍筋约束混凝土存在尺寸效应;最后,结合国内外约束混凝土的应力-应变模型,基于试验结果,探讨了螺旋箍筋约束混凝土的强度和变形计算方法。（2）通过47个螺旋筋约束增强空腹式型钢混凝土柱试件、13个型钢混凝土柱及复合螺旋箍筋混凝土柱对比试件的轴心受压静力加载试验,获取了试件在轴压作用下的破坏过程和形态;通过对其荷载-变形曲线特性、截面应变分布规律、以及损伤演化过程的分析,揭示了该新型柱的复合约束轴压受力机理;分析了各变化参数对其极限承载力、轴压刚度和延性的影响;并且,通过与空腹式型钢混凝土柱和复合螺旋箍筋混凝土柱的对比分析,探讨了该新型柱承载力、刚度、延性及损伤等力学性能的改善效果。结果表明,相比空腹式型钢混凝土柱和复合螺旋箍筋混凝土柱,该新型柱在轴压下的承载力、刚度和延性均有很大的提高,能够满足重载的要求。（3）通过28个螺旋筋约束增强空腹式型钢混凝土柱试件、9个型钢混凝土柱及复合螺旋箍筋混凝土柱对比试件的偏心受压静力加载试验,观察了压弯作用下试件的受力破坏过程及形态,获得了试件的荷载-挠度曲线、荷载-应变曲线、刚度退化曲线和截面应变分布特征等;通过对非均匀受压截面约束特性的分析,揭示了该新型柱的复合约束偏压受力机理;并分析了各影响因素对其偏压承载力和抗弯刚度的影响;最后通过对比分析,探讨了该新型柱偏压承载力和抗弯刚度的改善效果。结果表明,相比空腹式型钢混凝土柱和复合螺旋箍筋混凝土柱,该新型柱在偏压下的承载能力和抗弯刚度均有提高,其中对抗弯刚度的改善更为显著。（4）在对螺旋筋约束增强空腹式型钢混凝土柱受力机理和失效模式的研究基础上,考虑了混凝土所受到的复合约束效应,提出两种轴心受压承载力计算方法:基于各国组合结构规范的修正计算方法和基于Mander本构的分区计算方法。此外,探讨了非均匀受压下约束混凝土的有效约束力,基于考虑了应变梯度修正的Mander本构,根据极限平衡理论和叠加原理,提出了螺旋筋约束增强空腹式型钢混凝土柱偏心受压承载力计算方法。采用上述计算方法对试件承载力进行计算,计算结果与试验结果的吻合均较好;对于轴压承载力,采用基于Mander本构的分区计算方法精度更高。（5）通过8个螺旋筋约束增强空腹式型钢混凝土柱、1个型钢混凝土柱和1个复合螺旋箍筋混凝土柱的低周反复加载试验,观察了试件的损伤演化过程,揭示其在反复荷载作用下的破坏机理;分析了试件的滞回特性、强度、刚度、层间位移、延性和耗能能力等抗震性能,以及轴压比、配箍率、配钢形式和截面形式等变化参数对其的影响。结果表明,相比空腹式型钢混凝土柱和复合螺旋箍筋混凝土柱,该新型柱的滞回曲线更为饱满,承载力、延性和耗能均有提高;弹性层间位移角均值为1/245,弹塑性层间位移角均值为1/40,延性系数介于4.17～6.06。（6）建立了螺旋筋约束增强空腹式型钢混凝土柱的非线性有限元分析模型,采用Abaqus对单调水平荷载作用下该新型柱的受力性能进行了研究;通过试验验证了有限元模型的有效性,并进行了其受力性能关键设计参数的细化拓展分析。（7）针对螺旋筋约束增强空腹式型钢混凝土柱的滞回曲线和骨架曲线特征,建立了考虑型钢与螺旋箍筋复合约束作用的恢复力模型;在峰值点荷载Pm、弹塑性刚度Kp、软化刚度Kd和卸载刚度Ku等模型特征参数的计算中,量化了型钢与螺旋箍筋的约束效应。骨架曲线模型和恢复力模型与试验实测结果吻合较好,并且能较好的反应不同轴压比和复合约束效应对其滞回特性的影响。