为解决重载或不可卸载条件下混凝土结构的加固,提出复合粘钢加固混凝土梁的新型加固技术,该技术具有受力性能优良、延性好、施工可行等优点。利用该技术方法,在构件的拉压区表面同时粘贴较厚的钢板,通过张拉和受迫压缩钢板产生预紧力,以克服后加材料的应力滞后,提高材料效率。同时,沿梁长用横向U形封闭钢板箍加固,钢板箍锚固起到了传递钢板与混凝土间剪力及防止钢板剥离作用,使得厚钢板较理想地与混凝土共同工作。加固梁受到抗弯、抗剪的综合加固作用,能够同时提高被加固梁的承载能力和正常使用性能。主要研究内容如下：(1)分析复合粘钢加固混凝土梁的基本原理,提出了施加预紧力的方法和步骤,推导出克服应变滞后的计算公式。根据能量变分原理,假定钢板加载边为可动边界,推导出受压钢板局部屈曲强度计算方程,并且根据该方程给出了防止钢板局部屈曲破坏的计算公式以及相应的构造要求。(2)对复合粘钢加固混凝土梁进行了大尺寸构件试验,根据该加固技术原理,设计了4根大尺寸钢筋混凝土T形梁,其中3根试验梁、1根对比梁进行静载试验,用于验证加固方法和获取试验依据。试验结果表明,加固梁可能发生的破坏形态有弯曲破坏、斜截面抗弯破坏等模式。钢板与混凝土有效地形成组合截面共同工作,后加材料能够充分发挥材料强度作用,加固机理表现为双钢板形成外套分担原梁荷载,进而提高混凝土梁的承载力、截面刚度以及抗裂等性能。混凝土梁和外加钢板部分的材料力学性能得到充分发挥,克服了单面粘钢加固延性差、加固幅度不足的局限性。(3)采用经验证的复合粘钢加固梁有限元计算模型,胶层界面采用ABAQUS特有的内聚力模型来模拟,进行了加固梁的受力变形特性分析。根据应力场分布特征对剪跨区的传力机理进行分析,随着剪跨比大于2后,混凝土内的主压应力传递到支座的路径已不连续,加固部分的作用使得应力分布发生“偏转”,以钢板箍为核心的直拉杆逐渐发挥更多的作用,形成了间接传力机制。分析胶层的应力特征,其应力状态在本身破坏的承受范围内。研究得出影响加固梁受剪性能的基本参数,其影响程度依次为剪跨比>配箍率>纵向钢板率>混凝土强度。当总配箍率超过2.5%时,钢板箍对变形能力的提高作用不明显。(4)根据加固梁抗弯作用机理,编制截面分析程序对加固梁正截面受弯的非线性全过程分析,探讨钢板强度、上下钢板面积、混凝土强度和预紧力度等参数对承载力和延性的影响规律。上下钢板面积相等时延性最好,得出预紧力度施加范围大于1.2时,延性提高效果已不明显,不必施加过高的预应力。可通过复合加固特性,分别调整钢板加固量和布置方式,实现延性加固和承载力加固。据此提出了抗弯加固承载力的简化计算公式,计算结果与试验与数值模拟结果均吻合较好。(5)基于拉压杆模型原理分析了加固梁抗剪作用机理,通过改进传统力流线模型,提出遵循最短路径原理作为力流法的普适准则。通过剪跨区的力流图构形出剪跨区精细拉压杆模型,再将精细模型转化为简化模型。按剪跨比不同将加固梁进行分类,根据各自不同的拉压杆构形,分别采取不同的有约束优化方法确定各简化模型关键参数,明确BD区斜压杆的倾角和不同剪跨比时的荷载传递机制,得出拉压杆模型最优构形的整套思路,并考虑主要参数对抗剪机理的影响,将其作为抗剪计算的理论基础。提出计算精度高的抗剪加固承载力简化计算公式,计算结果与试验结果及数值模拟均吻合较好。(6)对正常使用条件下加固梁的进行变形性能分析,提出的静定桁架模型能够区分出B区和D区斜压杆的不同倾角。剖切B区基本单元,采用最小应变能原理推导出B区斜压杆角度,采用拓扑优化得出D区的斜压杆角度,构形出考虑弯剪耦合作用的整体桁架模型。籍助弦杆拉压可模拟受弯变形,斜腹杆和直拉杆拉压可模拟受剪变形。为避免在应力较高时低估复合粘钢加固梁变形,需对腹部直拉杆的弹性本构关系进行折减。对于矩形梁,在两点对称集中荷载作用下,当配筋参数λ≥5时,现行规范的方法已经不适用,需要考虑剪跨区的斜裂缝出现后剪切变形对跨中变形的影响。(7)在理论分析和试验研究的基础上,提出了复合粘钢加固梁的设计方法、步骤、简化公式及构造要求。