钢管再生混凝土结构的应用既能够节约资源和保护环境又有着良好的经济效益,对该结构的研究和应用是一项必要且紧迫的工作任务。为了促进钢管再生混凝土结构更好的利用和发展,本课题组从提高再生混凝土的利用率、提高钢管混凝土的施工速度以及保证结构的力学性能等方面进行考虑,提出了“钢管再生大骨料自密实混凝土”这一结构形式。本文研究钢管再生大骨料自密实混凝土短柱在轴心受压下的力学性能,主要对该结构形式进行了轴心受压试验研究、轴压极限承载力计算公式研究以及有限元的模拟研究,具体研究工作如下:(1)钢管再生大骨料自密实混凝土短柱的轴心受压试验研究将废弃混凝土破碎成粒径为50～130mm的块体,作为“再生大骨料”,并与自密实混凝土混合浇筑到钢管中,设计制作9组钢管再生大骨料自密实混凝土短柱试件,进行轴心受压试验,试验以再生大骨料粒径、再生大骨料强度、自密实混凝土强度和钢管壁厚为参数,研究这4种参数的变化对钢管再生大骨料自密实混凝土短柱轴心受压性能的影响规律,并对钢管再生大骨料自密实混凝土轴压短柱的破坏现象和过程、荷载-应变曲线等进行研究。实验表明:钢管再生大骨料自密实混凝土短柱在轴心受压下的破坏过程和破坏现象与普通钢管混凝土的一致,均呈现剪切型破坏;钢管壁厚的增大主要体现在对试件延性的增强,试件极限承载力随着再生大骨料混入量的增多而减小,再生大骨料强度和自密实混凝土强度的增大与试件极限承载力的提高成正相关。(2)钢管再生大骨料自密实混凝土短柱的轴压承载力计算公式研究通过对国内外现有7种普通钢管混凝土结构在轴心受压下的极限承载力计算公式的计算和比较发现:本文列举的7种计算公式都可以用来判断上述四种参数的变化对钢管再生大骨料自密实混凝土短柱轴压承载力的影响规律,蔡绍怀公式、钟善桐公式、规范JCJ01-89以及欧洲公式的计算值与实验值吻合良好,修正后的韩林海公式计算值与实验值吻合良好,建议采用上述5种公式对本结构形式的试件进行极限承载力的计算。(3)钢管再生大骨料自密实混凝土短柱的有限元模拟研究利用有限元分析软件ABAQUS进行建模、计算,研究利用ABAQUS模拟计算本结构试件轴心受压性能的适用性,选取对结构模型的建立、本构关系的选取、参数的设置、接触面的相互作用以及网格划分等有限元模拟计算过程的合适方法。通过比较试验与模拟数据的差别发现:模拟试件的破坏形态、极限承载力、荷载-应变曲线等与实验结果吻合较好,证明本文采取的有限元模拟方法正确,也表明了本结构形式的有限元模拟方式与普通钢管混凝土结构的有限元模拟相似。并利用有限元对本结构试件在钢管壁厚这一参数影响下的力学性能进行了扩充研究,将约束效应系数扩大到了0.2～1.29范围,通过对约束效应系数为0.2～1.29的五组试件进行模拟发现,约束效应系数的增大对试件的强度、延性都有增强作用。