钢管混凝土柱具有承载力高、延性好等优势,但钢管外露使其耐火性能差。为解决此问题,本文提出了一种新的柱式构件,即内置高强角钢的方钢管再生块体混凝土柱。在总用钢量保持不变的前提下,该类柱通过适当减薄钢管并在管内设置高强角钢且二者之间预留一定净距,力图在轴压性能有所提升的情况下,显著提升其耐火性能。为给该类柱的工程应用提供技术支撑,结合废旧混凝土循环利用思想,本文开展了如下工作:1.开展了4根内置高强角钢、1根内置普强角钢的方钢管再生块体混凝土柱,以及1根方钢管再生块体混凝土柱的轴压性能试验,考察了废旧混凝土块体取代率、内置角钢及角钢屈服强度、角钢至钢管内壁的净距等因素对柱轴压性能的影响。研究表明:(1)在总用钢量基本不变的情况下,通过适当减薄钢管并在管内设置高强角钢,可使方钢管再生块体混凝土柱的轴压承载力和延性指标都有所提升,同时初始刚度基本不变或有所提高;当管内设置普强角钢时,则会导致柱的轴压承载力小幅降低,但初始刚度和延性指标却略有提升;(2)随着角钢至钢管内壁的净距增大,该类柱的初始刚度逐渐减小,下降段相对更为平缓,但轴压承载力变化不大;(3)针对该类柱改进提出的轴压承载力实用计算方法,可使计算结果与试验结果的偏差明显缩小;(4)采用建议的角钢钢材牌号,可使内置高强角钢的屈服强度得以较充分发挥。2.利用有限元软件ABAQUS,建立了内置高强角钢的方钢管再生块体混凝土柱的计算模型,分析了再生块体混凝土强度、钢管外边长、取钢率、角钢屈服强度、角钢至钢管内壁的净距、初始宽厚比等参数对柱轴压性能的影响。研究表明:(1)该类柱的轴压承载力和延性相比同等用钢量的方钢管再生块体混凝土柱均有所提升,且提升幅度受钢管外边长的影响不大;(2)随着取钢率在10%~30%范围内逐渐增加,以及角钢屈服强度在500~950MPa范围内不断增大,该类柱的轴压承载力有所增大;(3)随着角钢至钢管内壁的净距在20~50mm范围内逐渐增大,该类柱的轴压承载力变化有限。3.开展了2根内置高强角钢的方钢管再生块体混凝土柱以及1根方钢管再生块体混凝土柱的明火试验,考察了内置高强角钢、角钢至钢管内壁的净距等因素对柱耐火性能的影响。研究表明:(1)在用钢量基本不变的情况下,相比方钢管再生块体混凝土柱,内置高强角钢的方钢管再生块体混凝土柱的耐火极限可大幅提升200%以上;(2)在用钢量完全相同的情况下,通过适当增加高强角钢至钢管内壁的净距,可使该类柱的耐火极限进一步提升。