钢管混凝土由于承载力高、塑性和韧性好、抗震性能优越、施工方便、耐火性能突出及经济效果佳等诸多优点在工程领域得到越来越广泛的应用，随着高层、大跨度建筑越来越多，对钢管内部填充高强甚至超高强混凝土的受压构件的应用也越来越广泛，以往的文献对钢管混凝土的耐火极限研究及火灾全过程分析较多，对钢管高强混凝土轴压构件火灾后的力学性能的研究不多见。本文首先进行了钢管高强混凝土轴心受压构件火灾下的耐火极限数值模拟，在此基础上，重点进行火灾后钢管高强混凝土轴心受压短柱剩余承载力的试验研究、理论分析及数值模拟，主要研究内容及取得的成果如下：
　　(1)在总结国内外文献有关高温下钢材和高强混凝土热力学性能，以及组成钢管混凝土的钢材和高强混凝土的热-力本构关系的基础上，建立了火灾下圆形、方形、圆套圆管中空夹心、方套方管中空夹心4种不同截面形式的钢管高强混凝土柱试件有限元计算模型。计算模型中考虑了材料热膨胀、初始几何缺陷以及钢管和混凝土之间接触关系，符合钢管高强混凝土柱在火灾下的实际工作特性，将试件在轴向荷载作用下的耐火极限数值计算结果与前期火灾下试件的耐火极限试验结果进行了对比，两者吻合较好。对火灾下钢管高强混凝土的耐火极限进行参数化分析，确定了荷载比、正则化长细比是钢管高强混凝土耐火极限的主要影响参数。
　　(2)分别对圆形钢管高强混凝土试件及方形钢管高强混凝土试件提取标准芯样，共计54个，对高强混凝土标准芯样进行轴压试验，以试件火灾下经历的最高温度为参数，得到经历不同的最高温度并自然冷却后高强混凝土抗压强度、弹性模量、峰值应变等的变化规律，通过回归分析，分别得到过火后高强混凝土的抗压强度、弹性模量、峰值应变与内部高强混凝土所经历的最高温度相关的计算公式及高强混凝土无量纲化本构关系公式。
　　(3)根据前期火灾试验中试件所经历的最高温度的不同进行分类，切割并制作完成16个钢材材性标准试件。材性试验结果分析发现，不论是普通热轧钢S355(屈服强度fy=355MPa)还是高强钢HSS-RQT701(屈服强度fy=700MPa)，其火灾后的材料性能相对于火灾下都有较大的恢复，尤其是当钢管经历的最高温度不高于400℃时，钢材的屈服强度、弹性模量等性能可以恢复到常温时的状态。通过回归分析，得到过火后钢材的屈服强度、弹性模量与钢管所经历的最高温度相关的计算公式。
　　(4)将火灾后圆形、方形钢管高强混凝土长柱切割形成18个钢管高强混凝土短柱试件，其中包括10个圆形试件(6个直径为219.1mm的试件，4个直径为273mm的试件)、8个方形试件，并进行火灾后轴心受压试验。轴压试验结果揭示了火灾后钢管高强混凝土试件荷载-变形规律：火灾后钢管高强混凝土试件仍然有较高的剩余承载能力和剩余刚度，相对于方形试件来说，圆形的延性性能更好；与圆形试件相比，方形试件的钢管更容易发生屈曲和焊缝撕裂现象，其延性性能相对较差，且钢管屈服后其承载能力迅速降低。圆形试件的轴压破坏形态以两端出现鼓曲为主，部分试件靠近中间位置出现鼓曲；方形试件的破坏形态则以其中一端钢管壁四面出现均匀的屈曲为主，部分试件的屈曲位置发生在中间位置。对钢管混凝土试件轴压试验来说，由于火灾下的耐火试验已经对长柱试件的力学性能造成了一定的损伤，因此，剖开试验后的短柱可以发现其内部混凝土的碎裂情况比较严重，但由于外部钢管的约束作用，混凝土的整体性仍保持良好。
　　(5)在深入研究火灾后钢材及内部高强混凝土材料性能变化的基础上，本文确定了考虑钢管对内部高强混凝土约束效应影响的高强混凝土火灾后本构关系模型及钢材火灾后的本构关系模型。分别建立了圆形、方形钢管高强混凝土短柱试件火灾后的非线性有限元计算模型，并将短柱试件在轴向荷载作用下的数值计算结果与试验结果进行了对比，两者吻合较好。分别将圆形、方形试件火灾后的剩余承载力的试验结果与按国内外不同规范计算得到的常温下的计算结果进行比较，确定了火灾后钢管高强混凝土轴压试件剩余承载力变化系数和剩余刚度变化系数。对火灾后钢管高强混凝土轴压试件剩余承载力和剩余刚度进行参数化分析，确定了影响火灾后钢管高强混凝土轴压试件剩余承载力和剩余刚度的主要参数，在此基础上，给出了工程常用参数范围内钢管高强混凝土轴压试件火灾后剩余承载力系数和剩余刚度系数的简化计算公式。