近年来,我国煤炭的消耗量一直居高不下,煤矸石作为煤炭在开采加工过程中所产生的废渣,因其利用率低,大量煤矸石的堆放严重占用了我国的土地资源。为了提高煤矸石的综合利用率,利用煤矸石按一定比例取代普通混凝土中来源紧张的原材料来制备新型建筑材料成为研究热点之一。众所周知,在外部约束下,混凝土的力学性能将得到极大的改善,其核心混凝土也不易被环境等因素所影响,因此钢管与混凝土的结合能够提高结构的承载力。国内外学者已经对煤矸石混凝土和钢管混凝土短柱轴压力学性能进行了比较深入的研究,但对钢管煤矸石混凝土的研究还相对较少。故本文采用煤矸石混凝土作为钢管混凝土短柱的核心混凝土,以煤矸石混凝土、圆钢筋煤矸石混凝土为试验参照,得到煤矸石取代率对钢管煤矸石混凝土短柱性能劣化的影响规律,主要研究结果如下:(1)用煤矸石取代混凝土中的粗骨料,制备设计强度为C45(0%,25%,50%,100%)和C60(0%,50%,100%)的七组不同取代率制备煤矸石混凝土,通过试验测定混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度和弹性模量,结果显示煤矸石混凝土的各项力学性能随着煤矸石取代率的增加而降低,提出了预测煤矸石混凝土强度的模型;并利用规范中已有的模型,提出了预测煤矸石混凝土劈裂抗拉强度和弹性模量的常数。(2)按照煤矸石混凝土的配合比,设计了七组圆钢筋煤矸石混凝土短柱和七组圆钢管煤矸石混凝土短柱,根据轴压试验现象表明圆钢筋煤矸石混凝土短柱与圆钢筋普通混凝土短柱均发生了剪切破坏,即一条由柱端延伸而出的明显的斜裂缝。圆钢管煤矸石混凝土短柱与圆钢管普通混凝土短柱的破坏模式类似,试件在拆除外钢管后,核心混凝土都有着近乎相同的一条由柱端到柱中心附近的斜裂缝。可见,煤矸石取代率对钢筋煤矸石混凝土短柱和钢管煤矸石混凝土短柱的破坏模式几乎没有影响。(3)试验结果表明,随着煤矸石取代率的增加,钢筋煤矸石混凝土短柱和钢管煤矸石混凝土短柱的轴压强度和初始刚度降低;增强系数和约束系数随着煤矸石取代率的增加而增加;随着煤矸石取代率的增加,钢管煤矸石混凝土短柱峰值后的承载力退化减小,说明相较于钢筋混凝土短柱,煤矸石更适合作为钢管混凝土短柱核心混凝土中粗骨料的取代物。(4)针对煤矸石取代率,提出一种钢筋混凝土和钢管混凝土短柱的改进设计方法。钢筋煤矸石混凝土短柱和钢管煤矸石混凝土短柱的轴向强度预测值与试验结果吻合度较高。对钢管混凝土强度退化进行全程预测分析,结果表明,用煤矸石作为粗骨料制备钢管混凝土应采用相对较高的钢材强度和较低的混凝土强度。