混凝土和钢材是现代建筑中较易得到且应用最为广泛的建筑材料,钢材与混凝土进行复合,组成钢管混凝土混合结构,这种结构可同时发挥两者的优势,扩大应用范围。由于其优异的力学性能和能适应现代工程结构向大跨度、高层、重载方向发展的要求,因此具有广阔的发展前景,是结构工程科学的一个重要发展方向。对于普通圆钢管混凝土力学性能方面的研究,国内外学者已经取得了丰富的成果,但是关于圆钢管自应力混凝土力学性能的研究尚不够成熟。本文将自应力混凝土技术应用于钢管混凝土中,配制出不同膨胀剂掺量的钢管自应力混凝土,这种结构使钢管和混凝土之间产生较好的约束协调作用。本文结合国家自然科学基金“服役环境下钢管混凝土界面特征与性能优化”(批准号：51078298),对掺加不同膨胀剂的钢管自应力混凝土的膨胀性能、轴压力学性能进行了试验研究,主要开展一下几个方面的工作：(1)通过对素混凝土试块进行轴压荷载实验分析,实验结果表明：掺加适量的膨胀剂对混凝土的强度影响小,有利于提高混凝土的力学性能。(2)制作5组(膨胀剂掺量分别为5%、8%、12%、16%、20%)素混凝土试件(100mm×100mm×400mm),通过实验的方法分析不同膨胀剂掺量的混凝土试件的膨胀力学性能。实验结果表明：在28天测试实验时间段内混凝土有明显的干缩膨胀。这样对核心混凝土产生较高的自应力有利,从而提高钢管混凝土构件的力学性能。(3)制作5组钢管混凝土试件(膨胀剂掺量分别为5%、8%、12%、16%、20%),灌注混凝土前,在钢管外壁L/3、L/2和2L/3位置沿环向1/4部位粘贴环向和轴向应变片,同时在钢管内壁相应部位布置自制三向混凝土应力盒。对试件进行膨胀性能实验研究。实验结果表明：预埋自制混凝土应力盒测试界面应力、应变的方法是可行的；钢管混凝土的初始自应力与膨胀剂掺量的大小有关,但不是成正比关系；掺加膨胀剂的钢管混凝土钢管外壁的应变在一定龄期内增大较快,之后趋于平稳。(4)通过对5根钢管自应力混凝土短柱进行轴心受压实验研究,结果表明：膨胀剂的掺量并不是越多越好,而是有个最佳范围,只有掺加适量的膨胀剂时,试件的极限承载力才最大；由于初始自应力的影响,钢管自应力混凝土比普通钢管混凝土极限承载力有较大提高；在轴向荷载作用下钢管混凝土钢管外壁的轴向应变大于环向应变,中部的轴、环向应变大于两端的轴、环向应变；采用二次抛物线公式对混凝土强度提高系数与自应力水平之间关系进行拟合回归,拟合结果良好。