近年来,钢管混凝土柱以其承载力高、塑性韧性好、施工便捷、经济效果好等优点被广泛应用于土木工程结构中。随着钢管混凝土柱在结构工程领域中的应用日益增多,其在服役期间遭受火灾的机会也越来越多。碳纤维(CFRP)以其轻质高强、施工方便、耐腐蚀等优点在工程加固领域中显示出巨大的潜能,目前对CFRP加固钢结构与混凝土结构的研究和应用比较成熟,但对于CFRP加固钢管混凝土结构方面的研究仍然还不够完善。本文在前人钢管混凝土相关研究基础上,采用轴压静载试验的方式对CFRP布加固高温后圆、方钢管混凝土短柱的极限承载力、初始刚度、延性等力学性能及承载力计算方法展开了研究,论文主要完成如下内容:(1)完成了42根圆方钢管混凝土柱的浇筑及养护工作,并依据ISO-834国际标准升温曲线对其中的40根钢管混凝土柱进行了升温处理,分析了其在高温处理后的试验现象。然后对高温处理后的试件进行了碳纤维布缠绕加固过程,继而完成了总计42根试件的轴压静载试验。根据观察到的试验现象,归纳了加固后试件随两变量变化的典型破坏模式。研究表明,当温度较低、碳纤维布层数较少时,试件多发生沿柱高方向的纵向碳纤维布撕裂现象,且钢管上端部与中部发生局部屈曲;当温度较低、碳纤维布层数较多时,碳纤维布撕裂现象较轻微,钢管上端部1/3处产生轻微“象足型屈曲”现象;当温度较高、碳纤维布层数较少时,钢管上端部和中部发生局部屈曲,并伴随有氧化层和脱碳层脱落现象;当温度较高、碳纤维布层数较多时,碳纤维布撕裂现象比较剧烈,钢管上端部1/3处产生明显的“象足型屈曲”现象。(2)在试验的基础上,依据荷载-位移曲线得出了各试件的初始刚度、延性系数、极限承载力等一系列试验数据,通过研究温度等级及碳纤维布层数两变量对试验结果的影响,重点分析了温度和碳纤维布层数对以上力学性能的影响。研究表明,在600℃~1000℃范围内,同级温度下,圆、方试件的初始刚度随碳纤维布层数(0~3层)的增加而缓缓上升,增至4层时又开始下降;而当温度升至1100℃时,圆形试件的初始刚度随碳纤维布层数的增加呈明显下降趋势,方形试件的初始刚度随碳纤维布层数的增加基本保持不变。相同温度下,加固后试件的极限承载力随着碳纤维布层数的增加也显著提高,且碳纤维布层数越多,提高趋势越明显。圆、方试件的最大极限承载力提高率A分别为85.47%和97.70%。(3)引入强度比K_s来衡量温度和碳纤维布层数两变量对试件强度提高性能的影响程度。碳纤维布层数相同情况下,在600℃~800℃内,强度比随温度升高显著降低;在800℃~1100℃内,强度比随温度升高下降较为缓慢。相同温度下,试件强度比随着碳纤维布层数(1~3层)的增加而显著提高;当碳纤维布层数超过3层后,强度比增长很缓慢。综合考虑经济成本和约束效果情况下,碳纤维布缠绕层数为3层时,成本最低,加固效果最佳。(4)在前人关于钢管混凝土轴压承载力计算公式及本文各试件承载力试验数据的基础上,利用SPSS软件回归了碳纤维布加固高温后钢管混凝土试件的极限承载力计算公式,并对公式进行了校核,以保证公式准确且具有足够安全储备。这为后续的碳纤维加固钢管混凝土结构方法提供了一定的参考。