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超高性能混凝土与传统混凝土相比具有更高的强度和更好的耐久性，但是其延性较差，将其灌入钢管后形成钢管超高性能混凝土，通过外钢管对核心超高性能混凝土的约束作用，可以有效改善超高性能混凝土的延性，并进一步提高其承载能力。随着建筑行业的不断发展，大跨、重载及超高层结构等不断涌现，常规钢管混凝土构件由于承载力有限，会导致构件的截面尺寸过大等问题，而钢管超高性能混凝土可以很好的解决该问题，从而给钢管混凝土结构的发展和应用带来新的活力。
当钢管超高性能混凝土应用于超高层等对有耐火等级要求的结构时，通常需要进行必要的防火保护。而目前关于钢管超高性能混凝土的防火研究还相对较少，同时超高性能混凝土的高温热工性能和力学性能与普通、高强混凝土等存在明显差异，因此现有钢管混凝土防火设计方法不能简单地套用到钢管超高性能混凝土上。为此对钢管超高性能混凝土的耐火性能进行数值和理论研究，主要研究工作如下：
(1)对超高性能混凝土和普通、高强以及高性能混凝土的高温热工参数及本构关系进行比较分析，并结合现有的相关耐火试验数据和有限元计算方法，建立了钢管超高性能混凝土柱耐火计算有限元模型。重点分析不同材料类型的高温热工参数及本构关系取值方法对耐火有限元计算结果的影响，最终给出了适用钢管超高性能混凝土柱耐火有限元计算中的材料参数取值建议；
(2)采用上述有限元模型，对钢管超高性能混凝土轴心受压柱的耐火性能进行参数分析，重点包括钢管与混凝土之间的约束条件、超高性能混凝土的材料属性取值方法、以及火荷载比和构件几何尺寸等。结果表明：在不同参数取值条件下，钢管与超高性能混凝土之间的相互作用很弱，外钢管对核心超高性能混凝土的约束效应几乎可以忽略；超高性能混凝土材料属性取值方法对火灾下构件的全过程变形和耐火极限均有一定的影响，同时长细比和火荷载比是影响构件耐火极限的主因；
(3)论证了基于平均温度的耐火计算理论对钢管超高性能混凝土柱耐火分析的适用性，并给出了超高性能混凝土等效强度和弹性模量折减系数随平均温度变化的计算公式；推导给出了钢管超高性能混凝土平均温度的增量计算公式，并编制了相应的数值计算程序，同时给出考虑不同高温热工参数取值影响的钢管和超高性能混凝土平均温度实用计算公式；最终给出了钢管超高性能混凝土柱耐火承载力的计算公式，通过和有限元计算结果的对比，验证了公式的有效性。
该研究工作对钢管超高性能混凝土柱的耐火计算理论和防火设计提供参考，具有理论和实际工程应用价值。
当钢管超高性能混凝土应用于超高层等对有耐火等级要求的结构时，通常需要进行必要的防火保护。而目前关于钢管超高性能混凝土的防火研究还相对较少，同时超高性能混凝土的高温热工性能和力学性能与普通、高强混凝土等存在明显差异，因此现有钢管混凝土防火设计方法不能简单地套用到钢管超高性能混凝土上。为此对钢管超高性能混凝土的耐火性能进行数值和理论研究，主要研究工作如下：
(1)对超高性能混凝土和普通、高强以及高性能混凝土的高温热工参数及本构关系进行比较分析，并结合现有的相关耐火试验数据和有限元计算方法，建立了钢管超高性能混凝土柱耐火计算有限元模型。重点分析不同材料类型的高温热工参数及本构关系取值方法对耐火有限元计算结果的影响，最终给出了适用钢管超高性能混凝土柱耐火有限元计算中的材料参数取值建议；
(2)采用上述有限元模型，对钢管超高性能混凝土轴心受压柱的耐火性能进行参数分析，重点包括钢管与混凝土之间的约束条件、超高性能混凝土的材料属性取值方法、以及火荷载比和构件几何尺寸等。结果表明：在不同参数取值条件下，钢管与超高性能混凝土之间的相互作用很弱，外钢管对核心超高性能混凝土的约束效应几乎可以忽略；超高性能混凝土材料属性取值方法对火灾下构件的全过程变形和耐火极限均有一定的影响，同时长细比和火荷载比是影响构件耐火极限的主因；
(3)论证了基于平均温度的耐火计算理论对钢管超高性能混凝土柱耐火分析的适用性，并给出了超高性能混凝土等效强度和弹性模量折减系数随平均温度变化的计算公式；推导给出了钢管超高性能混凝土平均温度的增量计算公式，并编制了相应的数值计算程序，同时给出考虑不同高温热工参数取值影响的钢管和超高性能混凝土平均温度实用计算公式；最终给出了钢管超高性能混凝土柱耐火承载力的计算公式，通过和有限元计算结果的对比，验证了公式的有效性。
该研究工作对钢管超高性能混凝土柱的耐火计算理论和防火设计提供参考，具有理论和实际工程应用价值。