钢管混凝土结构以其良好的力学性能和经济性,在国内外得到了广泛的应用。近年来,随着其应用领域的不断拓宽,钢管混凝土本身的主动耗能愈发重要。为了提高钢管混凝土的主动耗能能力,将耗能性能优越的橡胶混凝土灌入到波纹钢管中形成一种新型的钢管混凝土结构形式,即波纹钢管混凝土。这样既提高了结构的主动耗能能力;同时波纹钢管能够对灌入的橡胶混凝土提供足够的约束作用,有效地弥补橡胶混凝土抗压承载力低的劣势。本文对波纹钢管混凝土轴压短柱的力学性能进行了试验研究和有限元数值模拟分析,主要工作和成果如下:(1)完成了 15个轴心受压短柱的试验,包括5个圆钢管、7个环向波纹钢管、3个螺旋波纹钢管约束的普通混凝土和橡胶混凝土试件。试验中观察并记录了试验现象,分析了钢管结构形式、承载方式、径厚比以及橡胶颗粒掺量对其轴压力学性能的影响。分析表明,环向波纹钢管对核心混凝土的约束效果最佳;径厚比(D/t)是影响试件性能的重要指标;橡胶颗粒的掺入能使试件具有良好的延性性能。(2)根据试验过程中获取的逐级荷载作用下试件的横向变形、外钢管表面的环向应变与纵向应应变数据,对圆钢管、环向波纹钢管以及螺旋波纹钢管试件进行弹塑性分析,得出了波纹钢管表面应力变化的趋势以及试件内力分配规律,分析了圆钢管混凝土、环向波纹钢管混凝土、螺旋波纹钢管混凝土轴压作用下的工作机理。(3)对已有关于钢管混凝土以及FRP约束混凝土的本构关系进行梳理和分析,结合试验数据,针对圆钢管与环向波纹钢管约束形式采用不同的本构关系,利用有限元软件ABAQUS进行非线性分析,并采用对橡胶混凝土关键参数的定义模拟橡胶混凝土试件的轴压力学性能。将有限元计算获取的钢管表面应力、荷载-纵向应变曲线与试验数据进行对比,两者吻合度良好,表明本文采用的本构关系与分析方法可以用于试件的轴心受压研究中。(4)将试验结果与几个具有代表性的规范计算结果进行对比分析,基于“承载力叠加原理”,提出了针对不同钢管结构形式下,试件极限承载力的计算方法。