工程中心和同济大学校企合作，于2019年6月份启动了《考虑劲性柱作用的逆作法支承立柱受力性能研究》课题研究。

这是工程界首次对逆作法叠合立柱受力机理进行研究，对于优化设计方法、降低施工难度、减少工程造价、绿色环保等具有重要的意义。

课题组综合考虑了二次受力、偏心距、界面影响等逆作法施工因素，采用有限元软件对受施工因素影响的钢管柱及格构柱进行了受力机理及参数影响分析，包括劲性柱的荷载位移曲线分析、材料应力发展分析、劲性柱的轴力分配机制、混凝土和钢互相作用分析以及初应力影响分析。数值结果表明：当逆作钢立柱受到初应力作用时，叠合柱的极限承载力相比常规劲性柱将有一定的提高。这是由于钢立柱和混凝土之间的轴力分配时，钢立柱分配到较大的比重，而叠合柱破坏原因在于外侧混凝土受压破坏。

课题组同时开展了对应的试验研究。制作了共5根尺寸为400× 400× 2700mm的试验试件。其中S1试件为普通钢筋混凝土柱；S2为普通钢管混凝土劲性柱；S3为有0.3倍预压力作用的钢管混凝土劲性柱；S4为普通格构式型钢混凝土劲性柱；S5为有0.3倍预压力作用的格构式型钢混凝土劲性柱。在S3和S5试件制作时，在钢柱上刷涂了泥浆，模拟了现场施工的真实情况。

2021年4月，课题组正式进行了偏心受压静力加载试验，对试件承载能力、破坏形态、荷载应变曲线、荷载位移曲线等结果进行了分析。试验结果表明：5根构件的破坏特征均为受压侧混凝土受压破坏，钢筋受拉屈服的压弯破坏。相比钢筋混凝土柱，逆作钢管劲性柱承载力提高30%，格构柱劲性柱承载力提高42%。相比常规劲性混凝土柱，逆作钢管劲性柱承载力降低16.7%，格构柱劲性柱承载力降低2.8%（说明：后面对试验构件切割，发现S3逆作钢管劲性柱试验构件顶部混凝土浇筑未密实，这是承载力下降的原因之一。）

课题组于2021年8月13日顺利召开了专家验收会。会议特别邀请了同济大学应惠清教授、同济大学童乐为教授、上海建工集团王美华教授级高级工程师、上海市政总院周质炎教授级高级工程师、上海城建院张中杰教授级高级工程师、上海交通大学杨健教授和同济大学陈俊岭教授组成专家组。会议由工程中心主任龙莉波教授级高工主持，马跃强代表课题组做成果汇报。

与会专家一致认为：课题组对劲性柱的受力性能开展了全面的理论分析、数值计算及试验研究，方案科学合理、数值分析结果可信。逆作法地下结构柱受力计算时，可在对竖向支承钢立柱的承载力进行一定折减后，按照劲性组合柱进行设计。

本课题的研究为逆作法技术的设计优化提供了有力依据。后续将进行进一步的试验研究及工程实测研究，为相关逆作法标准的修订提供技术和成果支撑。