钢筋混凝土柱是结构的主要抗侧力构件之一,其在地震中易受到损坏,并将带来灾难性的后果。我国近年来地震频发,人们对现有结构物的抗震能力提出了更高的要求,那些原本完好的结构就需要进行抗震加固,以此来满足新的抗震要求。目前加固研究主要集中在强震作用中钢筋混凝土加固柱有足够的延性发展,即只关注钢筋混凝土加固柱的变形耗能能力,而对于加固柱震后的残余性能,或者说带损伤加固柱的可修复性并不关心。本文采用近表面植筋加外包玄武岩纤维(BFRP)布的复合加固技术(简称复合加固)加固钢筋混凝土圆柱,以实现钢筋混凝土圆柱加固后的刚度和延性到达良好的匹配,并使复合加固钢筋混凝土柱相比未加固柱在水平地震荷载作用下的残余位移减小,以增加其震后的可修复性。为此,本文进行了 10根复合加固钢筋混凝土圆柱拟静力抗震性能试验研究,其中4根试件是修复加固震后受损钢筋混凝土柱,6根试件是加固现有钢筋混凝土柱,研究了不同的植筋率、植筋材料、外包布类型及其体积率对构件抗弯承载力、抗震性能及残余位移的影响。本文的主要研究工作和取得的成果如下:(1)针对现有损伤模型的不足,考虑地震荷载下损伤累积效应,提出了基于位移的改进材料损伤累积模型。利用该模型修正近表面植筋加固震后受损钢筋混凝土柱内部材料的本构以实现震损加固柱的损伤模拟,并将数值结果与试验结果进行对比分析。结果表明,改进材料损伤累积模型可以很好地计算震后受损钢筋混凝土柱内部钢筋和混凝土的残余强度和刚度,实现了基于OpenSees的震后受损钢筋混凝土加固柱考虑损伤的有限元模型的建立。(2)基于改进材料损伤累积模型,对震后受损钢筋混凝土柱近表面植筋量进行了推导,建立了一个简单可靠的量化计算公式。数值模拟的结果表明,根据提出的近表面植筋量计算公式进行植筋,加固震后受损柱可以恢复到原有的抗弯承载力水平,并在后面的试验中得到了验证。(3)采用近表面植筋及外包纤维布的复合加固技术对10根钢筋混凝土圆柱进行加固,并对其进行拟静力试验,以验证本文提出复合加固技术的适用性及可靠性。着重研究了不同植筋材料、外包纤维布的类型与植筋率、外包布体积率对加固柱的强度、刚度、延性及耗能等四方面抗震性能的影响。此外,还对不同加固方案下的现有钢筋混凝土加固柱的残余位移进行研究。研究结果表明,本文提出的加固方案可以有效地恢复或提高钢筋混凝土柱的强度,特别是近表面植BFRP筋及外包BFRP单向布的加固技术可以最大程度地减小钢筋混凝土柱的残余位移,增加钢筋混凝土柱的延性变形能力,但对钢筋混凝土柱的刚度影响不大,从而实现了钢筋混凝土柱加固后刚度和延性的良好匹配。(4)为了便于近表面植BFRP筋及外包BFRP单向布复合加固技术的工程应用,开展了加固钢筋混凝土圆柱承载力计算方法研究。提出了考虑BFRP约束作用的正截面极限承载力计算公式,并绘制出了从纯弯、偏压到轴压的全过程的m-n曲线,以便于加固设计及截面验算。该公式不仅适用于计算加固柱,而且也可以用于普通钢筋混凝土圆柱的承载力计算。(5)针对近表面植BFRP筋加固现有钢筋混凝土圆柱在地震荷载作用后的残余性能,在研究BFRP筋的植筋率对残余位移减小比例影响的基础上,推导建立了近表面植BFRP筋与加固柱震后残余位移之间的定量关系及相应的计算公式。该计算公式可以快速有效地计算加固后的现有钢筋混凝土柱震后残余位移减小比例,进而得到加固柱震后可修复性提高的比例。最后针对复合加固技术提出具体的设计建议,以便于今后的实际工程应用。