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钢管混凝土强度高、延性好，在建筑结构中的应用越来越广，工程中所用构件的截面尺寸和设计承载力也越来越大。但由于试验条件的限制，以往对钢管混凝土柱的研究主要集中在小尺寸试件，因此工程设计中大尺寸构件只能依据或参考小尺寸试件研究成果建立的方法进行，这实际上是一种缺乏坚实科学依据的外推。与此同时，混凝土尺寸效应的存在已经在理论上被越来越多的接受，并在大量的素混凝土试块和混凝土构件中证实，其中包括钢筋混凝土梁、钢筋混凝土柱、钢筋混凝土节点、箍筋或纤维布约束混凝土。因此，大尺寸钢管混凝土建筑物的安全性，以及钢管对混凝土的约束作用受尺寸的影响，已成为领域内最为关注的问题之一。 针对这一问题，本论文对大尺寸圆形钢管混凝土轴压性能及其尺寸效应展开了试验研究和理论分析。结合中国钢管混凝土工程实际情况及已有研究结果，根据短柱轴压破坏模式设计了共22组44个圆钢管混凝土试件，试件直径分别取219、227、426、441、630、820mm，径厚比分别取55、88、126，混凝土强度标号采用了C30、C50、C75，钢管等级均为Q235，采用40MN多功能电液伺服系统进行轴心受压试验得到荷载-位移全过程曲线，分析了不同尺寸圆钢管混凝土的破坏模式、峰值名义应力、峰值名义应变、名义应力-应变曲线等轴压性能。 理论分析上，结合经典塑性力学中钢管二向应力计算理论将实测钢管应变场转化为应力场，采用剥离分析方法将钢管混凝土轴压承载力进行分解，对不同试件直径、径厚比、混凝土强度情况下钢管应力、约束混凝土应力、以及钢管对混凝土的约束作用的影响进行了分析，基于Bazant尺寸效应律提出了考虑混凝土单轴抗压强度、钢管应力、约束作用尺寸效应影响的圆钢管混凝土柱轴压承载力的计算模型，模型考虑试件尺寸、径厚比、混凝土强度三因素的耦合作用影响。对比典型钢管混凝土本构模型与试验应力-应变曲线，探讨了已有本构模型的适用性。通过数值模拟分析，验证分析了轴压圆钢管混凝土的承载机理及其尺寸效应。 研究结果表明，试件最终破坏形态均为斜截面剪切破坏模式，说明虽然有钢管的约束作用，混凝土的脆性仍未被完全覆盖。试件峰值名义应力随尺寸增大而降低，随径厚比或混凝土强度的增大其尺寸导致的降低程度不断增大。试件轴压变形的尺寸效应影响要小于峰值名义应变的。峰值荷载时刻，钢管横向应力随试件尺寸增大而降低，从而钢管对混凝土的约束作用强度随尺寸增大而降低;且当径厚比或混凝土强度增大时，尺寸对钢管横向应力及约束作用的削减程度随之加剧。钢管纵向应力随尺寸增大而增大，径厚比或混凝土强度增大时尺寸对纵向应力的影响增大，从而钢管纵向承载力也受试件尺寸与径厚比、混凝土强度的共同影响。试件径厚比、混凝土强度的提高加剧了试件直径增大对圆钢管混凝土轴压性能的尺寸效应影响，即三因素的耦合作用影响大于试件尺寸单因素的影响。通过轴压承载力各成分的对比可知，钢管对混凝土约束作用的尺寸效应明显大于混凝土材料强度的。通过设置圆柱体混凝土强度的尺寸效应折减系数、三轴受压约束作用强度系数、钢管横向应力系数、钢管纵向应力系数以考虑钢管混凝土轴压承载力各部分的尺寸效应影响，从而建立了圆钢管混凝土轴压承载力的尺寸效应模型，模型计算结果与试验结果吻合较好。