玻璃纤维增强复合材料（glass fiber reinforced polymer,GFRP）钢骨碳纤维混凝土柱是一种由GFRP管、工字钢和碳纤维混凝土组成的新型组合结构。这种结构承载力高,能增加使用面积,外形美观,绿色环保,符合可持续发展理念。它不仅能充分发挥各组成材料的性能,还能促使各材料之间相互影响,相辅相成,适用于大型高层及超高层建筑中。GFRP管约束钢骨混凝土属于被动约束,当钢骨混凝土受到外荷载作用时产生环向变形,促使体积开始增大从而激发外部的GFRP管产生约束力。然而混凝土这种材料本身却存在抗变形能力弱、脆性大和容易开裂等缺点,这就很难使GFRP管发挥最大约束效果。将短切碳纤维加入混凝土中能从内部改善混凝土的性能,增加延性,减少裂缝的产生、开展以及降低外部环境侵蚀,更好提高组合柱的承载能力和耐久性。为此,本文通过理论公式推导和ABAQUS有限元软件模拟相结合的方式,对GFRP管钢骨碳纤维混凝土柱的轴压和偏压承载性能进行研究。本文研究的主要内容有:以课题组已有碳纤维混凝土柱试验为参考,选取合适的碳纤维混凝土本构关系,建立碳纤维混凝土柱轴压受力的有限元模型,研究碳纤维混凝土的变形性能。同时还将模拟值与试验数据验证,结果吻合较好,说明可以把碳纤维和混凝土两种材料作为一个整体部件建模,也为GFRP管钢骨碳纤维混凝土柱受压模型的建立提供依据。还通过有限元模型分析了配箍率对碳纤维柱变形的影响,表明箍筋间距对碳纤维柱的变形影响较小。将组合柱中GFRP管、工字钢和碳纤维混凝土的受压应力状态进行分析,然后通过力的极限平衡把各部件的应力与其面积的乘积叠加起来,推导了组合柱的轴压承载力公式,并与参考文献中相关试验数据做了验证。考虑到组合柱中混凝土内部掺有碳纤维,组合柱的延性性能会有所提高,本文参考延性评估指标从理论上衡量了碳纤维的加入对组合柱延性性能的影响。研究发现影响偏压柱承载力的两个主要因素就是偏心距和长细比,本文基于轴压承载力计算公式,同时考虑了折减系数的影响推导出两种偏压承载力计算方法,并得到了验证。通过ABAQUS有限元软件,分别建立了GFRP管钢骨碳纤维柱轴压受力模型和偏压受力模型。在验证了所建模型的准确性后,通过设计不同的构件参数来模拟在轴心受压和偏心受压工况中各参数对承载力的影响效果。在轴压的模拟中,分别对比了含钢率、GFRP管管壁厚度以及碳纤维体积率对轴压承载力的影响;在偏压模型中钢骨与混凝土之间设置了粘结单元分析它们之间受力时的粘结状态,并对比了考虑粘结滑移和不考虑粘结滑移对偏压承载力的影响,另外还分析了不同混凝土强度、长细比以及偏心距对组合柱偏压承载力的影响。