在当前发展低碳经济的大背景下,绿色、生态、环保、低碳的新型材料、创新结构体系是土木工程科技发展的必然方向。近年来,可再生的生物质纤维是复合材料研究与应用中新的方向,生物质纤维与碳纤维、玻璃纤维等人造合成纤维相比具有密度较小、拉伸性能较好、环境友好、能耗低、可降解、价格低廉等优点。因此,有必要研究探索生物质纤维复合材料在土木工程领域的研究和应用。本文通过结构构造设计,以竹切片代替人造合成纤维用于FRP材料,将生物质竹切片与树脂复合形成竹复合管,在竹复合管内填充混凝土,形成的两种材料组合构件,充分发挥竹材、混凝土两种材料各自的优势。主要开展了以下研究工作:通过设计36个高300mm,直径150mm的圆形竹复合管约束混凝土试件,其中6个为普通混凝土试件,其余30个为竹复合管约束混凝土试件,研究了在不同竹复合管层数、不同混凝土强度等级条件下对组合结构力学性能的影响,通过试验数据确定了试件在极限状态和峰值状态下的应力和应变以及轴向应变-横向应变关系曲线。试验结果表明:竹复合管有利于提高约束混凝土的承载力和延性,对约束混凝土的应力-应变关系产生显著的变化;在其他参数相同的情况下,竹复合管的层数越多,试件的极限应力和极限应变也越大,纵向轴压刚度也越大;试件的极限应力与竹复合管的环向约束力有关,竹复合管提供的环向约束力越大,试件的极限应力也随之增加。对于竹复合管约束混凝土柱的应力-应变曲线大致可分为三个区域:弹性区、非线性过渡区、线性硬化区。在弹性区域内,试验荷载较小,此时竹复合管约束混凝土试件的应力-应变曲线和素混凝土试件大致相同,在该阶段内,应力-应变曲线近似为直线,外部竹复合管未发挥约束作用;随着荷载的增加,应力-应变曲线进入非线性过渡区,并表现为非线性弹塑性;在线性硬化区内,曲线近似表现为线性,在这个阶段,竹复合管提供了持续增加的环向约束力,直到竹复合管断裂。本文设计的竹复合管约束混凝土与FRP约束混凝土相似,所以基于圆形FRP约束混凝土的极限强度模型和轴向应变-横向应变模型,通过回归分析和叠加的计算方法,提出适用于竹复合管约束混凝土构件的极限强度模型和轴向应变-横向应变模型曲线,极限强度模型计算公式能够较好的预测竹复合管约束混凝土柱的极限强度值,轴向应变-横向应变模型曲线与试验测得吻合程度较好,说明该模型能够综合体现竹复合管约束混凝土试件的轴向应变-横向应变关系。竹复合管约束混凝土结构大大地推动了生物质纤维在土木工程领域的发展,为加固领域的研究提供了新思路和新方法,该结构可以广泛应用于装饰建筑、临时建筑、景观建筑及低成本建筑中。