本书对现有混凝土、再生混凝土和轻骨料混凝土单轴力学性能试验数据库进行了整合，对三轴强度参数进行确定，从而建立三轴强度参数确定性和单轴压拉本构关系参数唯一性的三类混凝土三轴塑性-损伤模型；开展了335个各类钢管混凝土轴压性能试验研究，结合弹塑性法和三维实体有限元法等全过程分析方法以及极限平衡和叠加理论，对各种截面形式、各种约束措施、不同钢管类型及混凝土类型的钢管混凝土轴压性能进行深入研究，建立了考虑钢管形状约束系数、拉筋对钢管约束作用提高系数和拉筋约束系数等组合作用系数的不同截面普通钢管混凝土轴压承载力公式，以及考虑钢管和混凝土类型对钢管形状约束系数影响的特种钢管混凝土轴压承载力公式，得到了国内外1300多个试验数据的验证；揭示了拉筋直接对混凝土约束并加强钢管对混凝土约束作用，钢管和拉筋对混凝土约束使混凝土承载力提高，而最终表现为增强发挥钢材性能的钢管混凝土轴压约束原理。
本书可供土木工程相关专业研究人员学习和参考。

第1章 　绪论
1.1 　概述
1.1.1 　钢管混凝土受力特点
1.1.2 　钢管混凝土分类
1.1.3 　钢管混凝土应用
1.1.4 　钢管混凝土轴压性能研究必要性
1.2 　钢管混凝土轴压原理研究现状
1.2.1 　试验研究
1.2.2 　理论分析
1.2.3 　承载力计算方法
1.3 　本书的目的和内容
1.3.1 　目的
1.3.2 　内容
参考文献\t
第2章 　混凝土与钢材本构模型
2.1 　概述
2.2 　混凝土力学指标
2.2.1 　换算系数
2.2.2 　轴心抗压强度
2.2.3 　轴心抗拉强度
2.2.4 　劈拉强度
2.2.5 　弹性模量
2.2.6 　受压峰值应变
2.2.7 　受拉峰值应变
2.3 　混凝土单轴受力应力-应变曲线
2.3.1 　曲线方程
2.3.2 　上升段参数
2.3.3 　下降段参数
2.3.4 　曲线比较
2.4 　混凝土轴对称三轴受压应力-应变曲线
2.4.1 　轴对称三轴受压强度准则
2.4.2 　纵向峰值应变准则
2.4.3 　纵向压应力-应变关系曲线
2.4.4 　割线泊松比
2.5 　钢材本构关系
2.5.1 　热轧钢
2.5.2 　冷弯钢
2.5.3 不锈钢
2.5.4 　铝合金
本章小结\t
参考文献\t
第3章 　圆钢管混凝土轴压约束原理
3.1 　概述
3.2 　试验研究
3.2.1 　试验概况
3.2.2 　试验方法
3.2.3 　试验结果及分析
3.3 　理论模型
3.3.1 　弹塑性法
3.3.2 　有限元法
3.4 　模型验证与约束原理
3.4.1 　钢管混凝土
3.4.2 　钢管套箍混凝土
3.4.3 　初应力钢管混凝土
3.5 　实用计算公式
3.5.1 　弹性模量
3.5.2 　承载力
本章小结\t
参考文献\t
第4章 　不同截面类型钢管混凝土轴压约束原理
4.1 　概述
4.2 　试验研究
4.2.1 　试验概况
4.2.2 　试验方法
4.2.3 　试验现象
4.2.4 　试验结果分析
4.3 　有限元模型与约束原理
4.3.1 　有限元模型与验证
4.3.2 　约束作用分析
4.4 　承载力公式
4.4.1 　模型简化
4.4.2 　公式建立
本章小结\t
参考文献\t
第5章 　开槽钢管混凝土轴压约束原理
5.1 　概述
5.2 　试验研究
5.2.1 　试验概况
5.2.2 　试验方法
5.2.3 　试验结果及分析
5.3 　有限元模型与约束原理
5.3.1 　有限元模型与验证
5.3.2 　约束作用分析
5.4 　承载力实用计算公式
本章小结\t
参考文献\t
第6章 　各类约束钢管混凝土轴压约束原理
6.1 　概述
6.2 　试验研究
6.2.1 　试验概况
6.2.2 　试验方法
6.2.3 　试验现象
6.2.4 　试验结果分析
6.3 　理论模型与约束原理
6.3.1 　弹塑性法
6.3.2 有限元法
6.3.3 　约束作用分析
6.4 　承载力公式
6.4.1 　CFRP外约束圆钢管混凝土
6.4.2 　型钢内约束钢管混凝土
6.4.3 　圆钢管内约束钢管混凝土
6.4.4 　公式比较
本章小结\t
参考文献\t
第7章 　拉筋钢管混凝土轴压约束原理
7.1 　概述
7.2 　试验研究
7.2.1 　试验概况
7.2.2 　试验方法
7.2.3 　试验现象
7.2.4 　试验结果分析
7.3 　有限元模型与约束原理
7.3.1 　有限元模型与验证
7.3.2 　约束作用分析
7.4 　承载力公式
7.4.1 　模型简化
7.4.2 　公式比较
本章小结\t
参考文献\t
第8章 　空心钢管混凝土轴压约束原理
8.1 　概述
8.2 　试验研究
8.2.1 　试验概况
8.2.2 　试验方法
8.2.3 　试验现象
8.2.4 　试验结果分析
8.3 　有限元模型与约束原理
8.3.1 　有限元模型
8.3.2 　约束原理分析
8.4 　承载力公式
8.4.1 　空心圆钢管混凝土
8.4.2 　拉筋中空夹层方钢管混凝土
8.4.3 　公式比较
本章小结\t
参考文献\t
第9章 　不同类型金属管混凝土轴压约束原理
9.1 　概述
9.2 　有限元模型与约束原理
9.2.1 　有限元模型与验证
9.2.2 　影响因素分析
9.2.3 　约束作用分析
9.3 　承载力公式
9.3.1 　模型简化
9.3.2 　公式建立
9.3.3 　结果比较
本章小结\t
参考文献\t
第10章 　钢管不同类型混凝土轴压约束原理
10.1 　概述
10.2 　有限元模型与约束原理
10.2.1 　有限元模型与验证
10.2.2 　影响因素分析
10.2.3 　约束作用分析
10.3 　承载力公式
10.3.1 　模型简化与公式
10.3.2 　结果比较
本章小结\t
参考文献\t
第11章 　钢管混凝土局压约束原理
11.1 　概述
11.2 　试验研究
11.2.1 　试验概况
11.2.2 　试验方法
11.2.3 　试验现象
11.2.4 　试验结果分析
1

钢管混凝土柱是在钢筋混凝土柱、钢柱和型钢混凝
土柱基础上发展起来的一种新型柱。与钢筋混凝土柱相
比，钢管混凝土柱可减轻自重，减小地震作用，减小截
面尺寸，增加有效使用面积，降低基础造价，节省支模
工序和模板，缩短施工周期和提高装配率；与钢柱相比
，钢管混凝土柱可减小用钢量，增大刚度，增加稳定性
和耐火性；与型钢混凝土柱相比，钢管混凝土柱可提高
抗弯刚度和承载力，节省支模工序和模板，降低混凝土
施工难度，缩短施工周期和提高装配率。此外，与钢筋
混凝土柱、钢柱和型钢混凝土柱相比，钢管混凝土柱避
免了钢筋混凝土和型钢混凝土柱受压区压碎剥落与型钢
柱受压翼缘屈曲失稳的问题，抗震性能更优越。钢管混
凝土柱在实际工程中已经得到了广泛的应用，并显示具
有广阔的应用前景。
钢管与混凝土轴压约束原理是认识钢管混凝土柱复
杂受力性能的基础，但各种截面形式钢管与混凝土轴压
约束原理尚未揭示清楚。众所周知，圆钢管混凝土柱约
束效果好，但超大尺寸圆钢管混凝土柱及其他截面钢管
混凝土柱都存在钢管对混凝土约束不足的问题，需要采
取高效率的措施以增强对混凝土的约束作用。
本书作者及其课题组经过20年的探索和研究，将试
验研究、理论分析和简化公式成果进行总结。本书内容
共有12章。第1章介绍钢管混凝土轴压原理研究的背景
及国内外研究现状，第2章介绍混凝土与钢材本构模型
，第3章介绍圆钢管混凝土轴压约束原理，第4章介绍除
圆形之外的不同截面类型钢管混凝土轴压约束原理，第
5章介绍开槽圆形、方形和六边形钢管混凝土轴压约束
原理，第6章介绍外包碳纤维布、内置型钢、钢管、加
劲肋、栓钉和各种形式箍筋等约束方式下的圆、方钢管
混凝土轴压约束原理，第7章介绍不同截面类型拉筋钢
管混凝土轴压约束原理，第8章介绍空心圆钢管混凝土
和拉筋中空夹层方钢管混凝土轴压约束原理，第9章介
绍方形与圆形不锈钢、矩形冷弯钢和圆形铝合金管混凝
土轴压约束原理，第10章介绍圆形和矩形钢管再生混凝
土和圆形钢管轻骨料混凝土轴压约束原理，第11章介绍
圆形和方形钢管混凝土局压约束原理，第12章介绍各截
面普通和拉筋钢管混凝土轴压承载力可靠度分析。
本书的研究工作得到国家重点研发计划课题（编号
：2017YFC0703404）、国家科技支撑计划课题（编号：
2011BAJ09B02）、国家自然科学基金重点项目（编号：
50438020）、国家自然科学基金面上项目（编号：
50278097、50578162、51578548、51978664）、国家
自然科学基金青年项目（编号：50808180、52008400
、52008159）、湖南省杰出青年基金（编号：
2019JJ20029）、湖南省自然科学青年基金项目（编号
：07JJ4014）、教育部新世纪人才支持计划（编号：
NCET-11-0508）、教育部博士点新教师基金项目（编号
：200805331064），以及中南大学“升华育英计划”和
创新驱动计划项目的联合资助，特此致谢。
本书大纲的制订和全书的统稿由丁发兴负责。课题
组成员对本书所述内容做了重要贡献，包括博士后吕飞
和刘劲，博士研究生贺飒飒、付磊、李喆、张涛、罗靓
、尹奕翔、卢得仁、许云龙、王恩和王文君，硕士研究
生林松、应小勇、周林超、李刚、李大稳、李巍、张华
帅、陈明、胡莉娜、蒋国帅、彭立艳、兰兴华、倪鸣、
方常靖、谭柳、孙熠、朱江、马青、傅强、刘怡岑、黄
仕俭和熊姝宁等，在本书出版之际一并表示感谢！
感谢中南大学高速铁路建造技术国家工程实验室和
湘潭大学力学与土木工程实验室等单位在试验中提供的
支持和帮助。感谢中南大学蒋丽忠教授、王莉萍副教授
、周期石教授、龚永智副教授、向平教授和余玉洁教授
在研究工作中的合作。感谢澳大利亚莫纳什大学柏宇教
授、墨尔本大学刘雪梅高级讲师和英国普利茅斯大学成
闪闪博士的学术合作与交流。
钢管混凝土轴压约束原理内容丰富，本书仅为作者
取得的阶段性研究成果总结，随着课题组研究工作的继
续深入，作者期望能对本书内容进行进一步充实和完善
。
由于作者的知识范围和水平有限，书中不当之处在
所难免，敬请读者批评指正。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
丁发兴
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　2020
年12月