中文摘要：

在实际钢管混凝土结构中，缺陷的存在具有一定客观性和普遍性。缺陷会影响钢管与混凝土之间的组合作用，从而降低钢管混凝土构件的承载力和刚度，然而现有钢管混凝土设计方法并未考虑缺陷的影响，因此使实际结构可能存在安全隐患甚至导致严重事故。本项目拟采用试验研究和理论分析相结合的方法，研究带缺陷的钢管混凝土构件的工作机理和设计方法，由缺陷对钢管与混凝土间相互作用的影响这一基础性问题切入，深入研究带缺陷的钢管混凝土构件在一次短期加载、长期荷载作用和往复荷载作用下的力学性能，揭示缺陷对构件工作机理的影响规律，并进行系统的参数分析，在此基础上提供考虑缺陷影响的钢管混凝土构件承载力、刚度及其简化恢复力模型的实用计算方法。本项目的研究结果可为更安全、合理地设计钢管混凝土结构提供参考，为相关设计规范的制定或修订提供依据，并为进一步完善钢管混凝土学科提供有益补充。

结论摘要：

钢管混凝土结构具有承载力高、抗震性能好以及施工方便等优点，因而已被较广泛地应用于土木工程中。实际结构构件往往是带缺陷的，而脱空缺陷会导致钢管和混凝土在界面上发生局部或全面分离，从而削弱了二者之间的相互作用，因此对钢管混凝土构件的力学性能将产生显著影响。然而现有钢管混凝土设计方法并未考虑缺陷的影响，这就使实际结构可能存在着结构的安全隐患，甚至可能引起严重的安全事故。本项目以带缺陷的钢管混凝土构件为研究对象，采用试验研究和理论分析相结合的方法研究两种典型缺陷形式，即“球冠形脱空缺陷”和“环向脱空缺陷 ”对钢管混凝土力学性能的影响，并在此基础上提供带缺陷的钢管混凝土构件设计方法。项目执行期内主要完成的研究工作为 (1) 完成了35根带缺陷的钢管混凝土构件在一次短期加载（轴压、偏压和纯弯）下的试验研究。试验参数为缺陷类型和缺陷率。通过试验考察了缺陷对钢管混凝土构件破坏模态、承载力、荷载-变形全过程曲线、应变以及抗弯刚度的影响。建立带缺陷构件的有限元分析模型。利用理论模型细致剖析缺陷对钢管混凝土构件受荷全过程工作机理的影响，并系统分析各重要参数对带缺陷构件力学性能的影响规律。 (2) 完成了20根带缺陷的钢管混凝土构件在长期荷载作用下的试验研究。考察了缺陷对构件的徐变性能以及长期荷载后的极限承载力等的影响。建立了带缺陷构件在长期荷载作用下的有限元分析模型，明晰了长期受力中缺陷对钢管与混凝土间相互作用及内力重分布的影响，并系统分析了各重要参数对构件在长期荷载作用下力学性能的影响。 (3) 完成了24根带缺陷的钢管混凝土构件在恒定轴压力和低周往复侧向力共同作用下的滞回性能试验。试验参数为缺陷类型、缺陷率、轴压比和含钢率。通过试验考察了缺陷对构件破坏模态、承载力、刚度退化、延性和耗能等抗震性能指标的影响。建立了带缺陷的钢管混凝土构件在往复荷载作用下的有限元分析模型，并利用理论模型系统分析了各重要参数对构件滞回性能的影响规律。 通过本项目研究，明晰了脱空缺陷对于钢管混凝土构件在各种荷载工况下力学性能的影响，特别是其对钢管和核心混凝土之间相互作用的影响规律。在试验和理论分析的基础上提供了最大容许缺陷限值和考虑缺陷影响的钢管混凝土构件的设计方法，圆满完成了项目预定目标和预期内容。本项目的研究成果可为相关工程实践提供参考，也可为规范修订提供依据。