钢管混凝土具有承载力高、耐久性好、施工方便等优点,在实际工程中广泛应用,国内外众多学者对其受力性能进行了全面细致的分析。近年来,高强材料、FRP材料等新型材料迅速发展并应用于土木工程中,在新型组合结构中应用尤为广泛。结合高强材料与FRP材料的优点,将二者应用于钢管混凝土组合柱中得到新型组合结构柱—内置工字形CFRP的高强方钢管高强混凝土组合柱,该新型组合构件具备承载力高和延性好的优点。本文通过试验研究、有限元分析与理论研究相结合的方法,对8根内置工字形CFRP的高强方钢管高强混凝土轴压短柱的受力性能进行试验研究,得到了试验构件各组成部分的破坏模式、构件的极限承载力、钢材荷载-应变曲线以及CFRP型材荷载-应变曲线。在试验研究的基础上,采用有限元分析软件ABAQUS,对内置工字形CFRP的高强方钢管高强混凝土轴压短柱进行有限元数值模拟。将有限元模拟结果与试验研究结果对比,证明了有限元模型的正确性。结合试验和有限元模拟结果,深入研究了工字形CFRP型材、核心混凝土及方钢管的应力分布规律、分担荷载、接触应力在受力全过程中的变化规律。在此基础上进一步分析试件的受力机理和不同变化参数对试件受力性能的影响规律。最后根据试验和有限元结果在现有计算公式的基础上通过数据拟合得到适用于内置工字形CFRP的高强方钢管高强混凝土轴压短柱承载力计算方法。研究结果表明:组合构件轴压短柱在受力全过程分为弹性阶段、弹塑性阶段、塑性强化阶段、下降阶段、平缓阶段5个阶段;工字形CFRP型材中截面区分担荷载较大,而混凝土的端部截面分担荷载较大,钢管全高度截面分担纵向荷载较为均匀;工字形CFRP与高强方钢管均对核心混凝土起到了约束作用,提高了混凝土的抗压强度;随着构件的含钢率与混凝土强度增加,构件的初始刚度、极限承载力呈线性的增长,延性系数降低;随着构件钢管钢材屈服强度fy的的增加,试件的极限承载力线性增长,延性系数降低;通过对比大量的有限元数值模拟结果与试验研究结果,结合统一理论的计算模型推导出承载力计算方法并与试验值对比且吻合良好。