近年来,超高性能混凝土（UHPC）因其强度高、耐久性好、低碳等优点受到学者、工程师的青睐。将UHPC应用于强度高、延性好的钢管混凝土（CFST）、中空夹层钢管混凝土（CFDST）可形成钢管超高性能混凝土（UHPCFST）构件或中空夹层钢管超高性能混凝土（UHPCFDST）构件,这些构件的基本力学性能已在世界范围内得到广泛研究。然而,由于UHPC的超高抗压强度,为实现与普通钢管混凝土相当的套箍系数,需要使用更高强度的钢材或更厚的钢管。目前,相关文献报道的一部分试验构件为实现较大的套箍系数往往将钢板的宽厚比取得很小,虽然力学性能良好,但不够经济;另一部分构件则为大宽厚比的薄壁钢管超高性能混凝土构件的相关研究,虽然这类构件含钢率较低,但由于局部屈曲难以充分发挥钢材的强度。鉴于此,本文提出了将超高性能混凝土与高强度钢材应用于课题组新开发的多腔体中空夹层钢管混凝土（MCFDST）,形成多腔体中空夹层钢管超高性能混凝土（MUHPCFDST）构件。该新型结构是在UHPCFDST的基础上通过设置连接板将内、外钢管焊接成整体形成的改进形式,因此MUHPCFDST也继承了UHPCFDST强度高、延性好以及刚重比大等优势,具有研究意义和工程价值。本文以MUHPCFDST柱、UHPCFDST柱和UHPCFST柱为主要研究对象,综合运用试验测试、理论分析和数值模拟等技术手段系统深入对这三类柱子轴压性能和抗震性能进行了研究,主要研究内容如下:（1）以四边形截面为主,采用普通强度材料开展了预试验,证实了MCFDST轴心受压性能优于CFST和CFDST构件,也证实了开展MUHPCFDST柱、UHPCFDST柱和UHPCFST柱力学性能研究具有现实意义;（2）开展四边形、六边形和圆形三种截面形状的MUHPCFDST、UHPCFDST和UHPCFST短柱轴心受压试验,系统探讨了构件的破坏形态、承载力以及延性等;在已有UHPC本构关系试验文献的基础上建立了考虑钢纤维掺量的单轴本构模型,考虑了钢管对UHPC的约束作用,开发材料子程序,并应用于相应的数值分析模型;通过与试验结果比较分析,验证了模型的有效性。（3）基于经验证的数值模型开展大量参数分析,研究了截面形状、钢材强度、UHPC强度、截面空心率、外钢管壁厚和连接板厚度等参数对构件轴压性能的影响;提出了这几类短柱构件的轴心受压承载力计算方法。（4）开展了六边形MUHPCFDST、UHPCFDST和UHPCFST柱低周往复加载试验,通过实测的荷载-位移滞回曲线、轴力-位移曲线、弯矩-位移曲线、应变-荷载曲线、骨架曲线以及耗能能力等系统讨论了三类六边形构件的抗震性能;建立了数值分析模型,并通过与试验结果比较分析,验证了模型的有效性。（5）基于经验证的数值模型开展了参数分析,研究了钢材强度、UHPC强度、截面空心率、外钢管壁厚和连接板厚度等参数对这三种六边形柱滞回性能的影响。最后,基于中空夹层钢管混凝土结构技术规程推荐设计方法,针对这三类六边形构件,提出了修正的M/Mu-N/Nu相关曲线。