随着社会的发展，我国早年大兴土木时修建的钢筋混凝土结构建筑由于环境侵蚀、施工缺陷、人为损坏以及功能改造等原因面临着结构功能提升的迫切要求，寻找一种既经济又安全的加固方式迫在眉睫。
　　由于钢管混凝土具有优良的力学性能，近些年来被广泛应用于既有建筑结构的加固中。针对普通混凝土难以振捣密实、影响结构受力性能的情况，在分析国内外相关领域研究状况并充分考虑工程实际需要的情况下，本文提出方钢管自密实混凝土加固 RC 圆柱的方法，通过轴压和偏压试验对该种加固柱的受力性能进行了较为系统的研究，并运用MATLAB软件对该组合加固柱进行了截面尺寸优化设计研究。本文的研究内容包括以下几方面：
　　（1）通过方钢管自密实混凝土加固RC圆柱轴心受压和偏心受压试验，分析套箍率以及截面尺寸对组合加固柱破坏形态、极限荷载、荷载-位移曲线、相对荷载-应变曲线以及荷载-侧向挠度曲线等受力性能的影响。研究表明：加固后试件极限荷载、轴压刚度以及延性等受力性能得到较大改善；短柱轴压试验中，截面尺寸一定，试件轴压刚度基本相同，随着套箍率的增大，试件极限荷载提高的同时，其对应的纵向应变也越大，且下降段更平缓，表现出更好的延性；当套箍率一定，增大截面尺寸，试件极限荷载提高明显，但外套钢管对核心混凝土的约束作用也在减弱，表现在下降段更为陡峭，延性有所降低。与轴压短柱相比，偏压短柱和轴压中长柱试件由于偏心荷载和初始缺陷引起的二阶弯矩的影响，极限荷载和延性均有所降低，但相比于同条件下的RC圆柱，受力性能已有较大改善。
　　（2）基于钢管混凝土统一理论，分析试验数据并结合方钢管自密实混凝土加固RC圆形短柱轴心受压的特点，提出了适用于加固试件的极限荷载计算公式。在此基础上，引入中长柱轴压稳定折减系数φl和偏压承载力折减系数φe，建立了组合加固中长柱轴压和短柱偏压的承载力计算公式。
　　（3）在方钢管自密实混凝土加固RC圆柱试验研究的基础上，基于优化设计理论，采用本文提出的承载力计算公式，以造价最低作为追求的目标，在满足设计理论及相关规范要求的前提下，编制优化设计软件，对方钢管自密实混凝土加固RC圆柱进行截面尺寸优化设计研究。通过对比典型试件，经过优化后试件造价降低明显，轴压短柱节约成本8.3%，轴压中长柱节约成本8.1%，偏压短柱节约成本10.9%。
　　（4）在对截面优化设计程序研究的基础上，应用 MATLAB 辅助可视化设计工具GUI对方钢管自密实混凝土加固RC圆柱进行优化设计程序可视化设计，并对GUI工作界面及创建步骤进行介绍。研究表明：本文优化设计程序经过GUI可视化设计之后，对组合加固柱截面尺寸优化设计的研究不再需要人为地判断试件的加载方式以及试件的结构尺寸，程序可自行判断并进行截面优化，并按照需要输出相应参数结果。该研究是对方钢管自密实混凝土组合加固柱乃至其他相似结构截面优化的初步探索，并力求优化设计过程简单化和人性化，对相关的研究有借鉴意义。