中空夹层钢管混凝土柱(CFDST),是在同心放置的内、外两层钢管之间灌填混凝土而形成的钢管-混凝土组合柱。构件充分利用了钢管和混凝土在受力过程中的相互作用,承载力高,塑性和韧性好,施工方便,耐火性能好,经济效果好。与传统钢管混凝土柱相比,中空夹层钢管混凝土柱又有其新的特点:截面开展、抗弯刚度大;自重轻、抗震性能好。对外钢管采用方钢管的中空夹层钢管混凝土柱,方钢管对核心混凝土存在部分约束作用,且主要集中在4个角上,在远离屈曲的部位应力比较小,甚至还处于弹性段。为考虑充分发挥材料性能,本文对内、外管均为圆形的构件进行了研究,为论述方便,称之为圆中空夹层钢管混凝土柱。主要工作内容有:首先,针对圆中空夹层钢管混凝土轴心受压柱的力学性能,基于纤维模型法,对轴心受压柱的荷载-变形全过程关系曲线进行了计算,并与试验结果进行对比分析。其次,在前人试验研究基础上,采用有限元分析方法,建立了圆中空夹层钢管混凝土轴心受压柱三维非线性数值分析模型,总结其荷载-变形关系曲线分布规律,通过有限元结果同试验结果的对比,验证了模型的正确性。并利用该模型,对比纤维模型法计算所得荷载-变形关系曲线,分析了轴心受压柱的受力全过程;在模型基础上,探讨了外管径厚比、名义含钢率、空心率及长细比等影响因素,对构件力学性能及承载力的影响。然后,采用与轴心受压柱相同的建模方法,研究了圆中空夹层钢管混凝土偏心受压柱的荷载-挠度曲线、内外钢管与混凝土的应力应变分布规律等;在模型基础上,探讨了核心混凝土强度等级、外钢管壁厚、长细比及偏心率等影响因素,对构件力学性能及承载力的影响。最后,基于统一强度理论,推出圆中空夹层钢管混凝土轴心受压短柱、轴心受压长柱和小偏心受压柱的极限承载力计算公式;并对典型试件进行了承载力的计算。结果表明,推导所得公式能较好的预测其承载能力,且结果偏于安全,为工程设计提供可靠的依据。