本项目针对新型圆钢管自应力钢渣混凝土柱,以圆钢管自应力钢渣混凝土膨胀性能研究为基础,以圆钢管自应力钢渣混凝土柱力学性能研究为主线,重点解决静力荷载和低周反复荷载作用下圆钢管自应力钢渣混凝土柱的破坏形态、约束机理、受力性能、计算理论等关键问题。(1)开展钢渣混凝土材料配合比试验研究,分析钢渣掺量、钢渣取代率、钢渣砂粒径范围、水灰比等因素对钢渣混凝土抗压强度和膨胀性能的影响规律,揭示钢渣混凝土的破坏形态与膨胀机理,提出适用于钢管自应力混凝土的钢渣混凝土配合比、抗压强度和膨胀率的计算方法。在此基础上,开展补偿收缩钢渣混凝土柱轴压试验研究,揭示补偿收缩钢渣混凝土柱破坏形态和机理,建立补偿收缩钢渣混凝土柱强度、变形、弹性模量、泊松比及应力-应变关系的计算模型。(2)开展圆钢管钢渣混凝土柱膨胀性能研究,分析钢管约束下钢渣混凝土的自应力发展过程、特点及其影响因素,揭示构件的膨胀机理,提出构件自应力的计算方法。在此基础上,开展圆钢管自应力钢渣混凝土柱静力性能研究,分析长径比、径厚比、钢渣混凝土膨胀率和偏心距等因素对构件承载性能与破坏机理的影响,提出构件承载力、变形、刚度的计算方法,建立构件应力-应变关系、荷载-挠度关系和弯矩-曲率关系的计算模型。(3)开展圆钢管自应力钢渣混凝土柱抗震性能研究,分析轴压比、剪跨比、径厚比和钢渣混凝土膨胀率等因素对破坏形态、破坏机理、承载力、刚度、延性、滞回曲线、骨架曲线以及耗能能力的影响规律。提出低周反复荷载作用下构件的承载力、轴压比限值、刚度、延性系数的计算方法,确定构件骨架关系曲线和滞回规则,建立构件的恢复力模型。本项目研究为固体废弃物大宗量利用提供一种有效的途径,保护环境,节约自然资源。同时为工程结构提供更为经济合理的结构体系,显著降低工程造价,具有广阔的工程应用前景和发展空间。