社会的发展、科学技术的进步始终与人类生活密切相关,也在各个方面惠及人们的生活。与此同时,人们对居住环境的要求也越来越高,主要体现在建筑物正在朝着高度更高、跨度更大、功能更丰富的方向发展。但普通的钢筋混凝土结构并不能满足人们对建筑物高度越来越高、跨度越来越大的要求。因此,对新型建筑结构的探索与研究势在必行。目前钢材与混凝土组合结构正被越来越广泛的应用到建筑结构中,其中钢管混凝土结构更是在大跨度桥梁结构应用中占有重要地位。钢管混凝土结构之所以能发挥两种材料的优良性能主要原因在于核心混凝土在钢管的约束下处于三向受压状态,能够提高其抗压强度,核心混凝土硬化后能够延缓钢管壁的屈曲速率,但是普通钢管混凝土在硬化过程中核心混凝土会发生化学收缩,会使钢管混凝土发生脱空导致界面粘结性能急剧恶化甚至丧失。针对这种情况,研究人员提出了采用自应力混凝土代替普通混凝土填充钢管的自应力钢管混凝土。目前已经取得了一些试验研究成果,但相应的数值模拟分析研究仍然不足。因此,本文在钢管混凝土界面粘结性能的试验研究基础上,进行了以下工作:(1)推导出核心混凝土由升温引起的径向自应力与钢管环向自应力的关系,通过对添加膨胀剂的钢管混凝土相关试验数据进行曲线拟合,获得膨胀剂掺量与钢管总环向应变之间的关系式,并最终确定膨胀剂掺量与达到相同效果所需要的温度之间的关系式。(2)分别采用对核心混凝土升温和Combin39弹簧单元来模拟钢管混凝土界面粘结性能,并与自应力钢管混凝土推出试验进行比较,结果表明:对于自应力钢管混凝土推出试验的荷载位移—曲线,采用弹簧单元比核心混凝土升温的方法模拟效果更有效。(3)在自应力钢管混凝土轴压试验的基础上开展了考虑界面粘结性能的轴压有限元分析,进一步验证了采用接触单元通过升温的方式模拟膨胀应力的方法是可行的,自应力对钢管混凝土极限轴压荷载的提高模拟结果与试验结果吻合良好。