本书通过介绍典型工程实例，阐述钢管混凝土在工程实践中的应用概况以及这种结构的基本特点，重点阐述在圆形和方、矩形钢管内部填充实心混凝土而形成的钢管混凝土构件。以构建基于全寿命周期的钢管混凝土结构分析理论和设计方法为目标，本书研究了钢管混凝土构件在压（拉）、弯、扭、剪及其复合受力状态下的力学实质，论述了钢管混凝土基本构件在长期荷载、氯离子腐蚀作用、反复荷载、撞击作用和火灾作用下以及火灾作用后的工作机理，建立了其实用设计方法。本书还阐述了钢管混凝土结构构件的一些关键问题，如受轴向局压荷载时的力学性能、施工阶段钢管初应力的限值、核心混凝土的水化热和收缩、混凝土浇筑质量与核心混凝土缺陷的影响规律、钢管及其核心混凝土间的粘结性能，以及新型钢管混凝土结构的设计原理。
本书具有理论性、系统性和工程实用性，可供土木工程领域的科技人员，以及高等院校的相关专业的教师、研究生和高年级本科生参考使用。

韩林海，男，工学博士、教授，长期从事结构工程领域教学与科学研究。三十年来针对钢管混凝土这一高性能结构，在新现象发现、特征规律揭示、关键构造发明、实验装置研发、承载力准确计算等方面取得系统性创新成果，创立了其全寿期分析理论与设计技术，实现了其国家标准体系的自主构建，助推其成为当代重大土木工程主体结构优选形式之一，为结构工程学科发展和科技进步做出了实质性贡献。
出版《钢管混凝土结构一理论与实践》《现代组合结构和混合结构—试验、理论和方法》和《钢-混凝土组合结构抗火设计原理》等专著，在国内外领域权威学术期刊发表多篇论文。研究成果被广泛应用于建筑、公路、铁路、民航、能源等领域标志性工程主体结构设计。主持制订完成国家标准《钢管混凝土混合结构技术标准》GB/T51446-2021中、英文版等技术标准10部，主持制订国际标准化组织（ISO）标准De-sign Standard for Concrete-Filled Steel Tubular (CFST) Hybrid Structures。以第一完成人获国家自然科学奖二等奖、2项中国专利优秀奖、标准科技创新一等奖。
为首批国家“百千万人才工程”第一、二层次人选，获国家杰出青年科学基金资助，获聘教育部长江学者特聘教授。现任广西大学党委副书记、校长，清华大学长聘教授，省部共建特色金属材料与组合结构全寿命安全国家重点实验室主任。

第1章 绪论
1.1 钢管混凝土结构的特点
1.2 钢管混凝土结构的发展和研究
1.2.1 静力性能
1.2.2 动力性能
1.2.3 耐火性能
1.3 本书的主要内容和研究思路
1.3.1 基于全寿命周期的钢管混凝土结构分析理论框架
1.3.2 研究思路和主要内容
第2章 钢管混凝土工程实践
2.1 引言
2.2 钢管混凝土结构应用实例
2.2.1 单层和多层厂房柱
2.2.2 设备构架柱、各种支架柱和栈桥柱
2.2.3 地铁站台柱
2.2.4 送变电杆塔
2.2.5 桁架压杆
2.2.6 桩
2.2.7 空间结构
2.2.8 高层和超高层建筑
2.2.9 高耸建筑结构
2.2.10 桥梁结构
第3章 钢管混凝土压（拉）弯构件的力学性能
3.1 引言
3.2 压弯构件荷载-变形关系的理论分析
3.2.1 简述
3.2.2 压弯构件的纤维模型法
3.2.3 压（拉）弯构件的有限元法
3.3 试验研究
3.3.1 轴心受压短柱
3.3.2 轴心受压长柱
3.3.3 纯弯曲试件
3.3.4 压弯试件
3.3.5 轴心受拉试件
3.3.6 拉弯试件
3.4 承载力实用计算方法
3.4.1 简述
3.4.2 实用计算方法
3.5 小结
第4章 钢管混凝土构件在压弯扭剪复合受力状态下的力学性能
4.1 引言
4.2 钢管混凝土受纯扭转时的力学性能
4.2.1 有限元计算模型
4.2.2 荷载-变形关系计算
4.2.3 计算结果和试验结果比较
4.2.4 扭转破坏模态
4.2.5 受力特性分析
4.2.6 钢管与核心混凝土之间的相互作用
4.2.7 荷载-变形关系的影响因素分析
4.2.8 受扭承载力实用计算方法
4.3 钢管混凝土横向受剪时的力学性能
4.3.1 有限元计算模型
4.3.2 剪跨比的影响分析
4.3.3 计算结果和试验结果比较
4.3.4 纯剪τ-γ关系的影响因素
4.3.5 抗剪强度实用计算方法
4.4 钢管混凝土受压扭时的力学性能
4.4.1 荷载-变形关系计算
4.4.2 计算结果和试验结果比较
4.4.3 工作机理分析
4.4.4 承载力相关方程
4.5 钢管混凝土受弯扭时的力学性能
4.5.1 荷载-变形关系计算
4.5.2 计算结果和试验结果比较
4.5.3 工作机理分析
4.5.4 承载力相关方程
4.6 钢管混凝土受压弯扭时的力学性能
4.6.1 荷载-变形关系计算和分析
4.6.2 计算结果和试验结果比较
4.6.3 承载力相关方程
4.7 钢管混凝土受压弯剪时的力学性能
4.7.1 荷载-变形关系计算
4.7.2 计算结果与试验结果比较
4.7.3 工作机理分析
4.7.4 荷载-变形关系的特点
4.7.5 承载力相关方程
4.7.6 剪切变形的影响分析
4.8 钢管混凝土受压弯扭剪时的力学性能
4.8.1 荷载-变形关系计算和分析
4.8.2 承载力相关方程
4.9 钢管混凝土构件承载力设计公式
4.9.1 计算指标
4.9.2 承载力设计公式
4.10 小结
第5章 钢管混凝土受轴向局压时的力学性能
5.1 引言
5.2 试验研究
5.2.1 不带端板的方钢管混凝土
5.2.2 带端板的钢管混凝土
5.3 有限元计算模型
5.3.1 计算方法
5.3.2 计算结果和试验结果比较
5.4 工作机理分析
5.4.1 受力全过程分析
5.4.2 影响因素分析
5.5 承载力实用计算方法
5.5.1 局压承载力折减系数
5.5.2 端板刚度影响指标
5.5.3 参数分析
5.5.4 承载力计算公式
5.6 小结
第6章 钢管混凝土在长期荷载作用下的力学性能
6.1 引言
6.2 核心混凝土水化热和收缩的试验研究
6.2.1 试验概况
6.2.2 混凝土温度实测结果与分析
6.2.3 收缩变形试验结果及分析
6.3 长期荷载作用下试件的试验研究
6.3.1 试验概况
6.3.2 变形测试
6.3.3 承载力试验
6.4 长期荷载作用下变形的计算
6.4.1 徐变和收缩模型
6.4.2 计算方法
6.4.3 参数分析
6.5 考虑长期荷载作用影响时荷载-变形关系的计算
6.5.1 混凝土的应力-应变关系
6.5.2 荷载-变形关系和承载力的计算
6.5.3 影响承载力的因素分析
6.6 长期荷载影响系数计算
6.7 小结
第7章 氯离子腐蚀作用下钢管混凝土构件的工作机理
7.1 引言
7.2 试验研究
7.2.1 轴心受压试件
7.2.2 轴心受拉试件
7.2.3 纯弯试件
7.2.4 压弯试件
7.3 有限元计算模型
7.3.1 全过程有限元计算模型建立
7.3.2 有限元分析模型的验证
7.3.3 工作机理分析
7.4 承载力实用计算方法
7.4.1 承载力影响参数分析
7.4.2 承载力计算公式
7.5 可靠度分析
7.5.1 一次破坏加载工况
7.5.2 各典型工况
7.5.3 钢管混凝土轴心受力强度分项系数
7.6 小结
第8章 钢管混凝土构件的滞回

钢管混凝土是在钢管中
填充混凝土而成且两者共同
受力的组合结构形式，性能
优越但受力机理复杂。近年
来，钢管混凝土结构在我国
现代化基础设施体系建设中
得到广泛应用，且呈现出超
大跨、高耸、重载和在恶劣
环境中长期服役等“超常”条
件发展新态势，发展基于全
寿命周期的钢管混凝土结构
分析理论与设计技术体系，
成为亟待解决的领域重大工
程科技问题。
本次再版，进一步梳理
了基于全寿命周期的钢管混
凝土结构分析理论框架。对
本书所采用的研究思路和过
程简要归纳如下：
1）揭示了钢管混凝土中
核心混凝土的非线性约束机
制。约束效应是钢管混凝土
结构性能优势与复杂性的根
源。该效应呈强非线性，已
有的定值约束理论不能适用
。基于系统试验研究，提出
了“约束效应系数”概念，揭
示了非线性约束效应的力学
本质，实现了核心混凝土塑
性发展规律的准确定量表征
。
2）建立了核心混凝土系
列本构模型。基于试验研究
和理论分析，解析了核心混
凝土受压应力-应变关系的
强化、软化特征及相应的约
束效应系数阈值。针对钢管
混凝土，建立了其核心混凝
土在瞬时和长期应力、循环
应力、高温下及高温作用后
的系列本构模型。
3）构建了基于全寿命周
期的钢管混凝土构件分析模
型。基于长期持荷试验观测
，建立了考虑混凝土时变效
应的钢管混凝土构件分析方
法，提出了长期荷载下构件
承载力计算公式；揭示了构
件在不同加载路径下的损伤
机理，解析了其失效准则，
建立了压（拉）-弯-扭-剪
复杂受力下构件承载力相关
方程；揭示了滞回关系的软
化、卸载刚度退化特征，明
晰了低周反复荷载下构件的
累积损伤机理并建立了承载
力计算方法；实现了“荷载-
温度-时间”多场耦合作用下
的构件全过程分析，提出了
承载力计算方法。由此，建
立了涵盖常遇作用（复杂受
力、长期荷载、钢材腐蚀等
）与偶发极端作用（地震、
撞击、火灾等）的全寿命周
期钢管混凝土构件分析理论
和设计方法。
4）创新发展了新型钢管
混凝土结构形式。创新发展
了钢管再生混凝土、不锈钢
管混凝土及中空夹层钢管混
凝土结构形式，揭示了新材
料、复杂构造下的结构受力
机理。创新发展了以钢管混
凝土为主要构件，与钢或混
凝土构（部）件混合且共同
工作的高性能钢管混凝土混
合结构，揭示了构（部）件
间混合作用机制及结构受力
机理，建立了钢管混凝土混
合结构在瞬时和长期荷载、
地震、撞击和火灾作用下的
分析理论与承载力计算方法
。
上述研究成果，解决了
支撑大型复杂钢管混凝土结
构非线性分析与精细化设计
的通用本构模型、承载力准
确计算方法、关键构造措施
等基础理论与共性技术难题
，被广泛应用于建筑、公路
、铁路、民航、能源等领域
标志性工程主体结构设计。
该成果为钢管混凝土结构技
术标准的制定提供了依据，
作者据此主持制订完成《钢
管混凝土混合结构技术标准
》（GB/T 51446—2021）
（中、英文版），《钢管再
生混凝土结构技术规程》（
T/CECS 625—2019）、《
不锈钢管混凝土结构技术规
程》（T/CECS 952—2021
）、《钢管混凝土桁式混合
结构技术规程》（T/CECS
785—2020）、《钢管混凝
土加劲混合结构技术规程》
（T/CECS 663—2020）和
《中空夹层钢管混凝土结构
技术规程》（T/CCES 7—
2020）等6部技术标准。
本次再版，补充了部分
典型钢管混凝土结构工程应
用实例（第2章）；纳入了
采用钢管混凝土轴压分项系
数进行钢管混凝土结构设计
的理论和方法，补充了钢管
混凝土在轴拉、剪切荷载及
腐蚀作用下的研究成果（第
3章、第4章、第7章），使
钢管混凝土构件在压（拉）
、弯、扭、剪及复杂受力状
态下的计算体系更为系统、
完整；纳入了基于全寿命周
期的钢管混凝土结构抗火性
能最新研究成果（第10章）
；新增加了第14章“新型钢
管混凝土结构的力学性能”
，论述了新型钢管混凝土结
构，如钢管再生混凝土、不
锈钢管混凝土和中空夹层钢
管混凝土结构的基本形式和
力学特性，论述了钢管混凝
土混合结构概念及其力学特
性。本次再版，还根据内容
系统性论述的需要，对第三
版的一些章节顺序进行了适
当
调整。
本书的研究工作先后得
到国家自然科学基金（项目
编号：50425823，
50738005，51178245，
51378290，51678341，
51838008）、国家重大基
础研究计划（973计划）课
题（项目编号：
2009CB623200，
2012CB719703）、国家重
点研发计划课题（项目编号
：2018YFC0807601）、高
等学校博士学科点专项科研
基金课题（项目编号：
20110002110017）、清华
大学自主科研计划课题（项
目编号：20111081036，
20131089347）等的资助，
特此致谢！
作者的研究工作一直得
到有关工程界和学术界同行
们的关注和支持。范重、叶
尹、牟廷敏、杨蔚彪、郭勇
、刘威、范碧琨、宋谦益、
秦大燕教授级高级工程师等
为作者提供了相关工程资料
，在此一并致谢！
作者怀着感激的心情期