UHPC永久模板-钢筋混凝土组合构件是一种新型的装配-受力一体化的组合构件,其中:UHPC模壳在工厂预制以提高产品质量、降低误差,且由于仅在永久模壳部分采用UHPC,因此具有较好的经济性和可推广性;在施工阶段,UHPC模壳作为钢筋混凝土构件施工模板,实现装配整体式结构的快速施工;在服役阶段,UHPC模壳又成为永久模板,参与结构受力,提高结构的受力性能和耐久性能。在此基础上,进一步利用连续网格增强UHPC,可再次提升UHPC薄壁结构的可施工性、拉伸强度及延性,提高组合构件的受力性能。因此,本文提出了连续网格增强UHPC永久模板-钢筋混凝土组合柱,针对其预制工艺和轴压力学性能,遵循“模板材料-增强模板-组合构件”三层次路线开展研究,主要内容和结论如下:(1)确定了满足UHPC施工要求和性能要求的优化配比和制备工艺。通过设计以水胶比和钢纤维掺量为参数的八组UHPC配合比,开展了UHPC材料制备工艺与性能试验,确定了UHPC搅拌及养护流程,测量了浆体容重等物理指标、抗压强度等力学指标以及坍落扩展度等施工指标。结果表明:水胶比主要影响UHPC力学强度;钢纤维可增强UHPC整体性,避免破坏时的爆裂,同时提高UHPC的抗拉强度,但掺量过高会降低浆体流动性,且导致含气量过高影响性能。而水胶比0.18,钢纤维掺量1%的UHPC在具备一定自密实性同时,力学性能优异,是针对UHPC永久模板性能及施工需求的优化配比。(2)开展了网格增强UHPC薄板的拉伸力学性能试验。选取了4种市售成品网格,提出了悬挂成型工艺,结合1%钢纤维掺量UHPC,制备了网格增强UHPC薄板。通过单轴拉伸试验,研究了不同网格类型、网格处理方式、网格层数对网格增强UHPC薄板试件力学性能及裂缝形态的影响。结果表明:网格自身强度和网格与UHPC基体的界面性能是影响网格对UHPC增强效果的主要因素。因此碳纤维网格对UHPC增强效果显著,但网格需经环氧树脂胶浸渍并粘砂;不锈钢网格增强效果较好,且网格层数的增多能大幅提升试件延性;碳-玻纤混编网格和玄武岩网格分别由于胶层过早脱粘和自身承载力过低导致增强效果不理想。由此筛选碳纤维网格及不锈钢网格作为组合柱增强材料。(3)开展了UHPC永久模板-钢筋混凝土组合柱轴压力学性能试验。以永久模板厚度、网格类型连续网格层数为设计参数,设计制备了外层为UHPC永久模板、核心为普通钢筋混凝土的预制组合柱试件,进一步在柱网格成型工序上应用悬挂成型法,形成了UHPC永久模板-钢筋混凝土组合柱制备工艺,并开展了组合柱轴压试验。结果表明:此组合柱形式能大幅提高柱轴压承载力,并增加整体弹性模量,破坏后UHPC层仍能保持整体。但组合柱受压脆性显著增加,网格增强可提高柱延性及韧性,且增强效果随网格层数增加而增加,峰值后荷载发生因网格束屈服或断裂导致的陡降。网格增强组合柱荷载-应变曲线出现阶梯特征的破坏机理是两个相对主裂缝处网格破坏的先后次序和网格不同纤维束的分时断裂,以及双层网格的不同步破坏。(4)开展了网格增强UHPC永久模板-钢筋混凝土组合构件精细有限元模型与参数化分析。使用LS-DYNA软件UHPC永久模板-钢筋混凝土组合柱进行了精细有限元建模并进行显式求解,对比了模拟结果与试验结果,进一步参数化分析了不同网格增强下钢纤维掺量大小对柱轴压性能的影响。结果表明,此模型能较好的模拟组合柱轴压荷载-应变响应,可实现钢纤维增韧效果和网格增强及失效效果,较好反映了组合柱的破坏机理。此外,钢纤维掺量低于界限掺量(约为1%)会导致UHPC过早破坏。同时也验证了选择1%钢纤维掺量并使用网格进行增强的方案是平衡施工、性能及成本的较优选择。