钢管混凝土结构充分利用钢管和混凝土协同工作的优点,使其具有较高的承载能力、较好的塑性和韧性、较强的抗震性能等优点,被广泛的应用于桥梁、大跨度空间和高层超高层建筑当中。但在施工过程中,由于管理不善和受自身结构封闭性等因素影响,钢管内部核心混凝土会出现脱空,孔洞缺陷等瑕疵,由于钢管混凝土需要钢管和内部混凝土协同发挥作用,这些缺陷的存在势必会对结构安全造成影响。在向钢管内部浇筑混凝土的过程中,内部加筋环和法兰盘等位置处由于排气不畅容易出现气体淤积,导致核心混凝土内部出现环形孔洞缺陷。目前国内外对钢管混凝土内部缺陷的研究多集中于环脱空、球冠脱空和球形孔洞等方向的研究,对环形孔洞缺陷的研究较少。因此,对核心混凝土出现环形孔洞缺陷后构件力学性能的研究具有重要意义。本文设计并制作了6个含有不同形状和尺寸环形孔洞缺陷的试件和1个标准试件,对其进行轴心受压试验,考察了不同类型试件的破坏形态和力学性能,最后利用有限元软件进行模拟分析,对试验结果进行验证。本文的主要内容有:(1)通过对含不同形状、尺寸环形孔洞缺陷的钢管混凝土试件和无缺陷试件进行轴心受压试验研究,考察了不同含缺陷试件的破坏形态和承载能力削弱程度,分析得出缺陷不同形状,不同大小等参数对钢筋混凝土构件力学性能的影响。(2)根据试验得到的数据绘制荷载-位移曲线,结合应变测试仪采集到的钢管表面应力变化,通过对比得出含不同程度的缺陷试件的受力机理和发生破坏的原因,提出孔洞缺陷对钢管混凝土柱试件力学性能的影响规律。(3)在有限元软件的适用性得到验证的基础上,利用有限元软件进行模拟试验并与实际试验结果对比,得到应力云图和荷载-位移曲线,完善对缺陷试件破坏机理的分析。通过对试件展开轴心受压试验以及相应的模拟分析,得出以下结论:(1)钢管混凝土试件在轴压试验中的荷载-位移曲线发展经历三个阶段:弹性阶段、弹塑性阶段和破坏阶段。(2)钢管混凝土试件破坏特征可以分为两类,第一类是局部屈服破坏:试件端头先发生钢管壁局部受压屈曲,端头混凝土压碎破坏;第二类是试件发生整体弯曲破坏:试件中部钢管发生屈服,最终导致试件整体失稳破坏。而本次试验所有试件最终破坏形式均为中部弯曲的失稳破坏。(3)核心混凝土缺陷的存在对钢管混凝土的极限承载能力和破坏过程有明显影响,所有孔洞缺陷试件的极限承载力都低于无缺陷试件。对于圆环形和半环形孔洞缺陷,钢管混凝土轴压试件的承载力都随着缺陷尺寸的增大而不断减小。且相同缺陷尺寸下,半环形缺陷相比环形缺陷,对极限承载力的削弱程度更大。(4)环形孔洞缺陷试件中部由于缺乏核心混凝土支撑的,中部位置的钢管会比无缺陷试件更早的发生屈服,其主要破坏形态是环形孔洞缺陷处位置处过早的发生弯曲;半环形孔洞缺陷试件的破坏形态主要是属于典型弯曲失稳,由于核心混凝土受力不均匀,使其更早的发生弯曲,弯曲变形程度也比较明显。(5)含缺陷试件YH-1在弹塑性阶段的前半段出现了明显的屈服平台,说明缺陷的存在使得钢管混凝土不能充分发挥二者协同工作的优点。(6)有限元模拟与试验破坏形态基本吻合,通过软件模拟能够对实际试验进行有效地验证和补充说明。