CFST劲性骨架混凝土构件是指在钢筋混凝土（RC）构件中内置钢管混凝土（CFST）构件而形成的一种新型组合构件。得益于其优越的力学性能尤其是抗压性能,CFST劲性骨架混凝土结构被广泛用于以受压为主的大跨拱桥的拱肋。其中,采用CFST劲性骨架混凝土作为拱肋结构形式的拱桥称为CFST劲性骨架混凝土拱桥。但其分阶段成型特征会在拱肋内产生两阶段初应力,将改变拱肋截面内的应力分布和各部分之间的约束效应,从而对拱肋截面轴压性能及拱肋整体承载力产生重要影响。然而,目前对于两阶段初应力的影响规律、程度和机理尚未明晰,相应的截面轴压极限承载力计算公式有待建立。基于此,本文在现有理论的基础上,对考虑两阶段初应力的CFST劲性骨架混凝土短柱进行试验研究、有限元分析和数值分析,以完善CFST劲性骨架混凝土拱承载力计算理论,进行的主要工作包括:（1）开展考虑两阶段初应力的CFST劲性骨架混凝土短柱轴压试验研究,研究参数包括初应力加载方式和大小、钢管厚度以及外包混凝土厚度。试验结果表明,所有试件的破坏形态大致相同,均为中部外包混凝土开裂剥落,纵向钢筋发生屈曲,钢管中部发生鼓曲。试件轴压极限承载力随着钢管初应力的增加而减小,随着核心混凝土初应力的增加而小幅度增大。进一步分析发现,初应力导致钢管提前出现局部屈曲现象,从而对外包混凝土产生鼓胀效应,使其提前开裂破坏。（2）建立考虑两阶段初应力的CFST劲性骨架混凝土短柱的精细化有限元分析模型。其中结合试验结果和钢管初应力对外包混凝土的影响机理,提出了外包混凝土抗压强度修正系数,以考虑钢管初应力对外包混凝土轴压性能的影响。通过模拟结果与试验结果对比,验证了采用该修正系数的有限元模型的准确性。（3）利用经试验结果验证的有限元模型进行了考虑两阶段初应力的CFST劲性骨架混凝土短柱在轴压荷载下的全过程受力分析,进一步研究了两阶段初应力的影响规律。结果表明核心混凝土和外包混凝土的轴压极限承载力随着钢管初应力的增大而降低,且外包混凝土承载力降低幅度更大。然而,钢管轴压极限承载力随着钢管初应力的增大而增大。与钢管初应力相比,核心混凝土初应力对CFST劲性骨架混凝土短柱轴压性能的影响较小。核心混凝土的轴压极限承载力随着核心混凝土初应力的增大而增大,而钢管轴压极限承载力随着核心混凝土初应力的增大而减小。不同于钢管初应力,核心混凝土初应力对外包混凝土轴压性能几乎没有影响。（4）在《钢管混凝土加劲混合结构技术规程》推荐公式的基础上,通过引用外包混凝土抗压强度修正系数,结合有限元模型分析结果,提出了考虑两阶段初应力的CFST劲性骨架混凝土短柱轴压极限承载力简化计算公式。通过计算结果与试验结果的比较,验证了公式的准确性。（5）基于截面约束受力平衡条件分析,提出了CFST劲性骨架混凝土短柱的等效双钢管混凝土短柱理论模型。在此基础上,根据弹性力学广义平面应变问题,建立了考虑两阶段初应力的CFST劲性骨架混凝土短柱轴压受力数值模型,并编制了相应计算程序。通过与已发表经典文献的试验结果、本文试验结果和本文有限元模型计算结果进行对比,验证了其准确性和合理性。运用数值模型计算程序,分析了两阶段初应力对CFST劲性骨架混凝土短柱轴压性能的影响机理,与有限元模型分析结果一致。与有限元计算模型相比,该数值分析方法计算效率高,因而具有更好的工程应用价值。