碳纤维增强聚合物（CFRP）加固圆中空夹层钢管混凝土（CFDST）短柱具有力学性能优越、质量轻、耐腐蚀、全寿命周期维护成本低等优点,应用前景广阔。本文对圆中空夹层钢管混凝土短柱和CFRP加固下的圆中空夹层钢管混凝土短柱进行了轴压试验,研究混凝土强度和CFRP粘贴层数对CFRP加固CFDST短柱轴压性能的影响。得到了CFDST短柱和CFRP加固CFDST短柱的典型破坏模式、荷载–位移曲线以及荷载–应变曲线。试验结果表明,与CFDST试件相比,CFRP加固CFDST试件的极限承载能力显著提高,并且贴布层数越多,钢管混凝土短柱的极限承载力越高。在试验研究的基础上,建立了CFRP加固CFDST短柱的有限元模型,并通过模型的极限荷载、纵向-环向应变曲线和典型破坏模式与试验结果的对比,验证了模型的准确性。借助有限元模型,对CFRP-CFDST短柱的轴压性能进行进一步的探索与分析。分析了CFRP-CFDST短柱在轴压过程中,各种材料的应力响应与典型荷载-压缩曲线的关系;影响核心混凝土接触应力的因素,以及核心混凝土上轴向应力的分布规律;提高混凝土的抗压强度对试件的延性会产生负面影响;提高CFRP材料的抗拉强度能够全面改善试件的轴压性能。当CFRP布层数相同时,混凝土强度越高的试件,其极限承载能力越高;由于碳纤维布的加固作用,碳纤维布加固CFDST试件相比于CFDST试件的承载力有显著提高,CFRP层数越多,极限承载力越大;且相较于混凝土等级较高的试件,混凝土强度等级低的试件碳纤维布的加固效果更好,承载力的提升更多。通过分析试件的应力状态,得到了防止内钢管先于外钢管屈曲破坏的最小钢管壁厚,为CFRP加固CFDST短柱的设计提供了参考。最后,给出了避免内钢管屈曲破坏先于外钢管屈曲破坏的内钢管最小壁厚计算式,并在极限平衡法的基础上,提出了CFRP加固CFDST短柱的轴压极限承载力计算式;并使用试验数据,有限元结果和相关文献数据验证了新提出来的CFRP-CFDST短柱极限承载力计算公式的准确性,其预测承载力和实际承载力比值ucue的均值为1.02,标准差为0.042。