随着我国社会经济的发展,建筑行业发展迅速。进入新世纪后,混凝土建筑日趋增多,其中大部分为混凝土结构,且有相当一部分建筑物和构筑物使用年限已经接近或者超过使用年限,或因人为和自然因素,需要对其进行局部构件进行加固。还有特殊的一部分建筑,因现行的规范设计要求和标准改变,可能不满足现行的规范设计,需要对其结构重新加固。现有的加固技术和方式比较多,如增大截面法、置换混凝土加固法、粘钢加固法、外包纤维聚合物加固法、钢套管加固法等,本文主要研究的是圆形钢套管加固钢筋混凝土柱,这种加固方式具有突出的力学性能,有效提高了核心混凝土的抗压强度,使整个构件的极限承载力发生质的改变,对试件刚度和延性也有较大的提升,并且施工快捷方便,具有较高的推广价值,被广泛的应用于桥梁的加固工程。由于在加固工程中大部分情况下,不可能完全卸荷再进行加固,但国内外对钢套管加固钢筋混凝土构件大多忽略了其初始应力,因此本文结合本团队前期试验并通过有限元软件ABAQUS数值分析的方法,对此进行了专项研究。为研究这种加固方式本文做了如下工作:(1)依据本团队前期的试验研究和已有文献的试验,建立钢套管加固钢筋混凝土轴压柱二次受力模型并于试验进行验证,有限元计算结果与试验结果吻合良好;同时查找文献对研究学者的试验用本文有限元建模方法进行数值模拟,确保数值模拟的正确性。(2)利用建立好的有限元模型对加固柱进行受荷全过程分析,分析钢套管加固钢筋混凝土短柱在弹性阶段、弹塑阶段、强化阶段和下降稳定阶段的约束效应。(3)利用有限元计算结果对比了原柱不同初始轴压比下钢套管厚度、灌浆料强度、钢套管屈服强度等对加固柱组合结构极限承载力的影响,深入研究了初始应力水平对加固柱组合结构承载力的影响,对比加固柱在一次受力情况下和二次受力情况下钢套管对它的加固效果。(4)推荐加固柱二次受力公式,并列举中日欧美各国规范,对收集的已有文献试验试件进行计算,同时对其计算结果与规范计算结果对比,并进行讨论分析,探讨各国规范及学者公式在计算钢套管加固短极限承载力的适用性。