本文以钢管混凝土结构为基础,结合自应力混凝土、钢纤维混凝土的优点,提出了 一种新型钢-混凝土组合结构—钢管钢纤维自应力自密实混凝土组合结构。这种新型结构保留了钢管混凝土的优点,利用自密实混凝土提高混凝土流动性;利用钢管限制下自应力混凝土产生的自应力改善钢管与混凝土的相互作用;通过掺入钢纤维提高混凝土的抗拉、抗压强度,增强整体工作性能。本文在国家自然科学基金项目《钢管纤维自应力自密实混凝土柱设计理论研究》(51678456)的资助下,对钢管钢纤维自应力自密实混凝土界面粘结性能进行了系统的研究分析,主要进行以下工作:(1)对钢纤维自应力自密实混凝土的配合比进行优化设计,成功配制出钢纤维自应力自密实混凝土,将其作为钢管内填材料,进行膨胀性能试验,试验结果表明:钢纤维自应力自密实混凝土在钢管限制下会产生自应力,自应力值随着含钢率的增加而增大,随着钢纤维体积掺量的增加而略有降低。(2)对8组(24根)钢管自密实混凝土试件、8组(24根)钢管自应力自密实混凝土试件和9组(27根)钢管钢纤维自应力自密实混凝土试件进行第一次正向推出试验后养护2.5年进行第一次反向推出试验,研究自应力、混凝土强度、钢纤维体积掺量和含钢率对界面粘结强度的影响。试验结果表明:钢管自密实混凝土试件正向推出试验的界面粘结强度远大于反向推出,钢管自应力自密实混凝土和钢管钢纤维自应力自密实混凝土试件正向推出试验的界面粘结强度小于反向推出;两次推出试验中钢管自应力自密实混凝土试件的界面粘结性能都明显优于钢管自密实混凝土;两次推出试验中钢管与核心混凝土的界面粘结强度均随着混凝土强度和含钢率的增加而增大;与正向推出试验相比,反向推出试验中界面粘结强度变化率随着混凝土强度的增大而减小,随着钢纤维体积掺量的增加而增大。在试验基础上建立钢管钢纤维自应力自密实混凝土界面粘结强度计算公式,计算值与试验值吻合良好。(3)对钢管钢纤维自应力自密实混凝土界面粘结滑移本构关系进行研究,根据正向推出试验结果,采用曲线方程分三段描述界面平均粘结应力-滑移曲线,建立界面平均粘结应力-滑移本构关系模型。(4)对3组(9根)钢管自应力自密实混凝土试件和3组(9根)钢管钢纤维自应力自密实混凝土试件养护2.5年后进行连续反复4次推出试验,研究反复推出荷载下界面粘结性能的退化,试验结果表明:自然养护2.5年的试件粘结强度大于自然养护28天的同种试件;界面粘结强度随着反复推出次数的增加呈降低趋势;自应力混凝土中掺入钢纤维能够有效阻止反复推出荷载下界面粘结强度的退化。