活性粉末混凝土（RPC）可与钢管共同工作形成新型组合结构，在超高层建筑中推广钢管RPC是绿色建筑的重要发展方向，但关于圆钢管RPC柱静动力性能和设计方法的研究尚需完善。针对此问题，本项目完成了7根圆钢管RPC短柱的单调轴压力学性能试验和6根圆钢管RPC短柱循环轴压荷载作用下试验，分析了套箍系数、径厚比等参数对轴压试件荷载-应变曲线和破坏特征的影响规律；利用ABAQUS有限元软件，建立了圆钢管RPC柱有限元计算模型，揭示了套箍系数、核心RPC轴心抗压强度和钢材屈服强度等对钢管RPC柱力学性能的影响规律，提出了钢管RPC短柱轴压承载力计算公式。具体工作如下： 1.完成了7根圆钢管RPC短柱轴压性能试验，考察了截面尺寸、套箍系数对其受力性能的影响，获得了钢管RPC短柱的荷载-应变、荷载-位移曲线、破坏形态及极限承载力。结果表明：套箍系数 在0.63~0.88时，试件荷载-位移曲线在到达峰值后出现下降段，呈现为剪切破坏； 时，试件在到达极限荷载后承载力下降幅度明显减小或出现回升趋势，呈现为腰鼓形破坏。在达到极限荷载的85%之前，试件处于弹性阶段，钢管纵向应变大于横向应变；弹塑性阶段，钢管横向应变增加较快，钢管横向受拉屈服先于纵向受压屈服。随着轴压力增加，核心RPC的横向变形系数超过钢管的泊松比，致使钢管对RPC约束力逐渐增加，钢管屈服后环向应力迅速增大。 2.利用ABAQUS有限元软件，提出了核心RPC的塑性损伤模型参数的取值建议，实现了对圆钢管RPC短柱轴压受力全过程分析。研究了套箍系数、核心RPC轴心抗压强度和钢材强度对钢管RPC力学性能的影响规律：当套箍系数小于0.5时，钢管RPC柱荷载-位移曲线不存在强化段；当套箍系数大于0.5时，钢管RPC柱荷载-位移曲线出现强化段；当套箍系数达到1时，强化段极限荷载相对于承载力的提升将超过30%。当截面尺寸相同时，随核心RPC轴心抗压强度和钢材强度的提高，钢管对核心RPC的约束作用下降。基于试验和数值分析结果，建立了直径不大于1020mm的圆钢管RPC轴压短柱轴压承载力的计算公式。 3.完成了6根圆钢管RPC轴压短柱滞回性能试验，得到了循环荷载下钢管RPC短柱破坏模式和荷载-应变滞回曲线，分析了核心RPC应力-应变关系曲线，建立了有限元计算模型并进行对比分析，提出了预测圆钢管RPC短柱的极限抗压强度的计算公式。

活性粉末混凝土（RPC）可与钢管共同工作形成新型组合结构，在超高层建筑中推广钢管RPC是绿色建筑的重要发展方向，但关于圆钢管RPC柱静动力性能和设计方法的研究尚未见报道。针对此问题，首先进行圆钢管RPC短柱循环和单调轴压荷载下试验，提出循环轴压荷载下核心区RPC应力-应变骨架曲线计算方法和加卸载规则；其次，进行圆钢管RPC柱低周反复水平荷载作用下试验，研究圆钢管RPC柱承载力、抗侧刚度、延性和耗能能力的变化规律，引入与荷载水平相关的核心区RPC约束效应的考虑方法，建立圆钢管RPC压弯构件的截面弯矩-曲率恢复力模型和荷载-位移恢复力模型；最终，基于试验和数值分析结果，揭示轴压比、套箍系数、钢材屈服强度、RPC强度等对钢管RPC柱滞回性能的影响规律，提出钢管RPC柱抗震设计方法，为相关规范的编制或修订提供依据。

钢管再生混凝土克服了再生混凝土抗压强度低、延性差、收缩徐变大等缺点，兼有钢管混凝土承载力高、抗震性能好、施工方便和再生混凝土节约资源、绿色环保的优点，应用前景广阔。然而再生混凝土模量低、徐变大，长期荷载作用下，构件截面内力发生重分布，钢管应力显著增大，导致钢管提前进入塑性或屈服，从而降低构件承载力和抗震性能。目前关于长期荷载对钢管再生混凝土柱力学性能影响的研究相对较少，特别是长期荷载作用下的抗震性能研究尚属空白。本项目工作如下： 1）进行再生混凝土的受压力学性能系统试验（150个立方体和60个棱柱体），获得其抗压强度、弹性模量及应力-应变关系曲线，建立了考虑不同再生粗骨料取代率的再生混凝土单轴受压应力-应变关系曲线计算模型。 2）进行再生混凝土徐变试验（40个棱柱体），考察基体混凝土水灰比与目标水灰比对试件徐变性能的影响；建立了考虑基体混凝土水灰比影响的再生混凝土徐变模型，该模型的预测精度高于其它模型，与现有试验结果相差不超过15%。 3）进行钢管再生混凝土长期试验（42个短柱），考察混凝土强度、再生粗骨料取代率和加载龄期对试件长期性能的影响。基于混凝土体积无穷大假设，提出钢管再生混凝土徐变模型，其预测精度高于现有其它模型，与现有试验结果相差不超过10%。通过系统参数分析，确定了有效模量法、平均应力法、龄期调整有效模量法这三种简化计算方法在预测钢管再生混凝土长期性能时的适用范围。 4）通过系统参数分析发现，在常用参数范围内，持荷50年后，钢管再生混凝土的长期变形增幅可达136%，时效作用可使构件的稳定承载力降低约10%，在工程设计中应予以考虑。 5) 设计加工了钢管混凝土柱长期加载持荷和滞回试验的配套装置。进行滞回性能研究，基于试验结果提出了恢复力模型。

钢管再生混凝土克服了再生混凝土抗压强度低、延性和耗能能力差、收缩徐变大等缺点，兼有钢管混凝土承载力高、抗震性能好、施工方便和再生混凝土节约资源、绿色环保的优点，是将废弃混凝土资源化的有效途径之一，应用前景广阔。研究表明，长期荷载作用将导致钢筋混凝土柱的刚度和耗能能力降低40%以上。而再生混凝土模量低、徐变大，在长期荷载作用下，截面内力发生重分布，使钢管纵向应力显著增大；同时，钢管兼作施工骨架普遍存在较大初应力；两者再与使用荷载作用下的应力相叠加，则可能导致钢管提前进入塑性，甚至发生局部屈曲，从而降低构件承载力和抗震性能。故长期荷载对钢管再生混凝土柱力学性能影响不容忽视，特别是长期荷载作用下的抗震性能研究尚属空白。本项目将对圆钢管再生混凝土长期性能和抗震性能进行深入研究，建立再生混凝土收缩徐变计算模型，提出考虑长期荷载影响的圆钢管再生混凝土柱抗震承载力设计方法，从而完善其计算理论与设计方法。

本项目以圆钢管自应力钢渣混凝土柱为研究对象，采用试验研究、理论分析与数值模拟相结合方法，研究圆钢管自应力钢渣混凝土的膨胀性能，分析钢管约束下钢渣混凝土的自应力发展特点，揭示圆钢管钢渣混凝土的膨胀机理，提出圆钢管钢渣混凝土自应力的计算方法。研究静力荷载作用下圆钢管自应力钢渣混凝土柱承载性能与破坏机理，提出轴压和偏压荷载作用下圆钢管钢渣混凝土柱承载力、刚度、变形、荷载-位移关系的计算方法，建立圆钢管钢渣混凝土柱的应力-应变关系模型。研究低周反复荷载作用下圆钢管自应力钢渣混凝土柱破坏形态、受力机理和耗能机制，分析各因素对构件动力特性与抗震性能的影响规律，提出圆钢管自应力钢渣混凝土柱承载力、刚度退化、轴压比限值和延性系数的计算方法，建立圆钢管自应力钢渣混凝土柱的恢复力模型。本项目研究为钢管钢渣混凝土柱的设计以及在土木工程中的应用奠定基础，同时促进固体废弃物的再利用，具有重要的理论意义与现实意义。