钢管混凝土（CFST）构件因其承载力高、变形性能好、施工方便等优势,在大跨、高层和重载结构中得到日益广泛的应用。在近半个世纪的应用过程中,钢管混凝土结构的加固问题,正日益成为迫切需要解决的问题。外套钢管夹层混凝土加固法可以大幅提升CFST构件的承载力和刚度。此外,外套钢管本身就可以作为夹层混凝土浇筑的模板,施工便捷。目前,关于外套钢管夹层混凝土加固CFST构件的研究还极其有限。本文在国家自然科学基金（《外套钢管自密实混凝土加固桥梁墩柱受力机理和设计方法研究》（51078294））及中央高校基本科研业务费专项资金（《外套钢管扩大截面复合加固新技术研究与应用》（2105004））的资助下,对外套圆钢管夹层混凝土加固未受损和受损CFST短柱的轴心受压和偏心受压性能进行了试验研究、理论分析和有限元模拟,研究参数包括外套钢管径厚比Dos/tos（87.6、54.8和39.8）,夹层混凝土强度等级（C50、C60和C70）,和偏心率（0.1、0.3和0.5）等因素,取得的主要成果如下:（1）对9根外套圆钢管夹层混凝土加固未受损CFST短柱和1根CFST对比柱进行轴压试验。结果表明外套钢管夹层混凝土加固法可以显著提高未受损CFST短柱的承载力和刚度,承载力提高幅度可达114%到199%。随着外套钢管径厚比的减小（直径不变）,试件承载力明显提高。加固后试件轴压承载力提高的原因,不仅在于截面面积的扩大,也在于外套钢管的约束作用,使材料力学性能发挥更充分。约束作用导致的承载力增加可以达到名义承载力值的19%。（2）对外套圆钢管夹层混凝土加固未受损CFST柱轴压性能进行分析。利用材料本构关系和变形协调条件,建立了弹性阶段各组成部分（内部核心混凝土、内部钢管、外部夹层混凝土和外部钢管）之间径向挤压应力的理论计算模型,并可计算得到内部和外部钢管环向应力、环向应变。通过引入各材料竖向应力-应变关系和环向膨胀变形理论,建立了轴压承载力预测模型,该模型可以考虑加固柱各组成部分无法同时达到各自峰值应力对承载力的影响。进行有限元分析,揭示了相比于外套钢管,夹层混凝土在荷载承担方面不可忽略的作用。提出了外套圆钢管夹层混凝土加固未受损CFST短柱轴压承载力实用计算方法。（3）对9根CFST试件轴心受压达到极限荷载后卸载,并外套圆钢管夹层混凝土得到9根受损加固试件,进行轴压试验。研究表明,将CFST柱加载至极限荷载后卸载,将造成CFST柱的损伤,受损构件加固后承载力低于未受损构件加固后承载力。建立了适用于外套圆钢管夹层混凝土加固受损CFST柱的有限元分析模型,建立了CFST柱在轴压作用下内部核心混凝土的受损强度计算模型,提出了考虑CFST柱损伤影响的外套圆钢管夹层混凝土加固短柱轴压承载力实用计算方法。（4）对15根外套圆钢管夹层混凝土加固未受损CFST短柱和3根CFST对比柱进行偏心受压试验。研究表明加固后试件偏心受压的承载力和刚度得到显著提升。外部夹层混凝土套箍系数的增加有助于提高试件的承载力和强度指标,而偏心率的增加会导致加固柱承载力和强度指标的降低。建立了外套圆钢管夹层混凝土加固未受损CFST柱偏心受压的有限元分析模型和基于纤维模型法的数值分析模型,提出了外套圆钢管夹层混凝土加固未受损CFST柱偏心受压的实用承载力计算方法和N-M相关关系曲线,理论分析结果和试验结果吻合较好。（5）对9根CFST试件偏心受压达到极限荷载后卸载,并外套钢管夹层混凝土得到9根受损加固试件,进行偏压试验。研究表明,外套圆钢管夹层混凝土可以显著提高受损CFST短柱偏心受压承载力和刚度。偏心率的增加导致试件承载力降低。在加固前将CFST柱加载至极限荷载造成了CFST柱的损伤,降低了加固后试件的偏心受压承载力。建立了外套圆钢管夹层混凝土加固受损CFST柱偏心受压的有限元模型,提出了考虑CFST柱损伤影响的加固柱偏心受压实用承载力计算方法和N-M相关关系曲线,理论分析结果和试验结果一致。