超高性能混凝土(Ultra-High Performance Concrete UHPC)是一种新型的具有耐腐蚀,耐高温性能的水泥基材料,同时具有较高的抗压、抗拉强度以及优良的抗裂、抗渗、抗冲击等力学性能指标。UHPC-混凝土组合柱是以UHPC材料为基础,在柱型结构上的应用创新。其结构形式的基础是以钢管混凝土为蓝本,利用UHPC环保性能以及与钢材相似的力学性质替换了钢管混凝土中的钢管,既能充分发挥UHPC材料的超高性能,也能对内部混凝土起到约束作用,达到UHPC工程应用的最大经济性。UHPC-混凝土组合柱在结构上也可以采用装配式,可以快速高效的应用于工程实际。本文从UHPC材料基础的堆积密度理论为切入点,对UHPC的配合比进行深入研究,并利用大量试验验证其性能,得到最佳的配合比,为下一步研究奠定基础。设计UHPC-混凝土组合柱的结构尺寸。进行有限元软件分析极限承载力,荷载-应变之间的关系。得到组合柱的基本性能。主要研究内容如下:第一章:介绍超高性能混凝土(UHPC)及钢管混凝土的国内外研究现状,对其研究的重点进行了阐述,进而提出UHPC-混凝土组合柱的新型结构形式,对其具有的特性进行重点描述。第二章:对超高性能混凝土材料试验的试验方法以及设备要求进行介绍,以最大堆积密度理论Dinger-Funk方程为基础,利用机制砂和河砂颗粒级配上的差异性,设计两种掺配比例方式,通过试验分析,确定了混掺砂中的比例系数,为超高性能混凝土的制备奠定了坚实的基础。第三章:材料试验以对超高性能混凝土性能影响最大的材料配比、水胶比、砂胶比和钢纤维体积分数为分析变量,通过控制变量法逐级确定几大影响因素,利用抗压、劈裂试验数据和SEM微观分析以及塌落度、流动度工作性能数据综合分析确定最优配比。并试验分析不同钢纤维掺入量的超高性能混凝土破坏形态、轴心抗压强度和弹性模量。第四章:设计不同壁厚、不同核心混凝土强度、不同箍筋间距的UHPC-混凝土组合柱尺寸,确定UHPC、普通混凝土及钢材的本构关系。有限元计算方法的选取,建立模型。第五章:通过ABAQUS有限元软件对8种尺寸模型进行有限元分析,主要对其等效云图、极限承载力、荷载-轴向应变关系、荷载-横向应变关系、荷载-箍筋应变关系进行对比分析。综合阐述壁厚、核心混凝土强度、箍筋间距对UHPC-混凝土组合柱力学性能的影响。