钢管混凝土结构因承载力高、施工方便、抗震性能良好等优点,在高层结构、桥梁结构以及地下工程中具有广泛应用。随着其应用领域的拓展,钢管所处环境越来越恶劣,钢管腐蚀问题越来越突出,为此投入的防腐及养护资金不断增加。为提高钢管混凝土的耐锈蚀性能,课题组提出了一种带夹层FRP约束钢管混凝土构件。该构件通过夹层灌浆料将外层FRP管和内层钢管粘结,在工厂预制成复合管后运至施工现场进行拼装并浇筑混凝土,具有抗锈蚀能力强、受力性能好、可装配施工等优点,在桥梁结构、建筑结构以及海洋平台中具有一定的应用前景和潜力。本文对带夹层FRP约束钢管混凝土结构进行试验研究与有限元分析,主要研究内容如下:(1)完成了3个带夹层FRP约束钢管混凝土试件、3个FRP缠绕钢管混凝土和2个钢管混凝土短柱轴压试验研究,分析了三种试件的破坏现象和轴压力学性能。研究结果表明:外部FRP的约束作用有效地抑制了钢管的屈曲,改变了钢管的破坏模式;夹层的存在提高了试件的承载力和极限变形能力;通过带夹层FRP约束钢管混凝土的加工过程证实了带夹层FRP-钢复合管工厂预制具有可实施性。(2)完成了12个带夹层FRP约束钢管混凝土短柱轴压试验研究,分析了FRP管厚度及钢管厚度对其破坏模式及受力性能的影响。研究结果表明:FRP厚度对试件峰值荷载和峰值变形影响明显,峰值荷载和其对应的变形随着FRP厚度的增加而增加,近似呈线性关系;峰值荷载随着钢管厚度的增加有小幅增长,峰值变形变化较小;FRP管在柱高范围内横向变形较为一致,约束较为均匀。(3)采用ABAQUS有限元分析软件对带夹层FRP约束钢管混凝土短柱进行模拟分析,通过与试验结果的对比分析,验证了有限元模型的正确性,进而通过有限元模拟分析了纤维类型、钢材强度和核心混凝土强度对带夹层FRP约束钢管混凝土短柱轴压性能的影响。根据带夹层FRP约束钢管混凝土受力特点并结合现有组合结构承载力计算方法,得到了适用于带夹层FRP约束钢管混凝土短柱轴压承载力计算方法。