钢-混凝土组合柱性能优良,然而,对于长期暴露在自然环境中的桥梁结构,由于钢的腐蚀甚至过早坍塌而导致的结构退化通常是重要的问题。为克服这一问题,近年来各国学者对耐腐蚀性能优越的树脂基纤维增强复合材料(Fiber Reinforced Polymer,简称FRP)在土木工程加固和新建结构领域的应用进行了相应的研究,而其中一个极具潜力的方向是将FRP材料和传统的建筑材料(如混凝土和钢材)优化组合,以组成经济、耐腐蚀、抗震性能好的新型组合构件和结构。为充分发挥FRP、钢和混凝土三种材料的性能,本文提出了在FRP管内设置十字形钢骨,然后浇筑混凝土形成FRP管约束十字形钢骨混凝土新型组合柱。该新型组合柱具有以下优点:1)FRP管良好的耐腐蚀性能,使此组合柱可应用于腐蚀及特殊不利环境中,且FRP管可作为施工中混凝土的模板,节省了模板费用;2)FRP管与十字形钢骨对核心混凝土可形成更有效的双重约束作用,提高了混凝土的强度和延性;3)内置钢骨可作为纵向受力钢筋且方便与其他构件连接形成结构,型钢翼缘外移可充分发挥钢骨的抗弯性能,同时十字形钢骨截面的双向抗剪和抗弯性能相同,避免了柱截面的强弱轴问题,增强了组合柱的受力和抗震性能。目前,对此类新型组合柱的研究尚处于起步阶段,仅有部分学者进行了轴压性能的研究。为考察该新型组合柱的受力性能,本文对FRP管约束十字形钢骨混凝土柱单向偏压性能进行了试验研究和理论分析,主要研究内容如下:(1)进行了9根FRP管约束十字形钢骨混凝土柱单向偏压试验研究,考察了荷载偏心率和长细比对FRP管约束内置十字形钢骨混凝土组合柱的力学性能的影响规律,试验表明:偏压柱破坏时有明显征兆,在极限荷载后,承载力会缓慢地下降,表现出很好的延性;长细比、偏心距对构件的极限承载力和刚度影响较大,长细比和偏心距的增大会削弱FRP管对核心混凝土约束效应;构件实测的侧向挠度曲线沿柱高方向基本对称,与正弦半波曲线很接近;截面应变分布符合平截面假定。(2)基于试验分析结果,考虑十字形钢骨和FRP管的双重约束对混凝土强度提高的贡献,长细比和偏心率对约束效果的影响,采用EC4规范的方法,界定了偏压柱的两种破坏模式,推导出了理论N—M相关曲线,建立了FRP管约束内置十字形钢骨混凝土柱的偏压承载力计算方法,计算结果与试验结果吻合良好。