方钢管混凝土组合异形柱由单根方钢管混凝土柱通过缀条或钢板连接而成的组合结构形式,具有截面形式灵活、承载力高、抗震性能优、防火性能好、易于装修和增大房屋使用面积等优点。本文以沧州市福康家园公共租赁住房住宅项目为背景,针对L、T、十字形方钢管混凝土组合异形柱进行了截面尺寸以及单肢之间连接方式的优化,对优化前后的构件采用理论方法、数值方法分析其承载能力,并对该项目中标准层异形柱框架-支撑结构进行了地震反应分析,主要研究内容如下:(1)对5号楼共18层标准层异形柱进行截面尺寸以及单肢连接方式的优化,截面尺寸优化以10mm为一个单位缩小,钢板连接方式优化为以缀条连接方式。采用叠加理论计算优化前后异形柱轴心受压承载力,计算结果表明截面尺寸每减小10mm,轴心受压承载力平均减小10.5%。(2)运用有限元软件ANSYS,对福康项目中异形柱进行轴心受压试验模拟得到轴心受压承载力,与理论计算值进行比较,两者计算结果较吻合,验证了有限元模型的正确性。对优化后的异形柱在静荷载作用下分析,通过分析得到的变形图及位移云图,优化后110mm×110mm×6mm和100mm×100mm×6mm异形柱变形明显,最大位移为131.9mm。(3)运用SAP2000软件对福康项目和优化后五种模型进行模态分析和地震反应分析,通过分析得到结构的振型、频率、周期、振型质量比和层间位移角,结果表明当截面尺寸小于120mm×120mm×6mm时不满足《高规》(JGJ3-2010)规定的限值,从中选出最优异形柱截面尺寸为120mm×120mm×6mm,单肢之间通过缀条连接。上述研究可为同类结构异形柱截面设计提供借鉴。