随着结构工程的不断发展,结构加固领域出现了诸多新的挑战,众多加固方法应运而生。传统的加固方法有加大截面法、外包钢法、外粘碳纤维法、预应力法等。其中型钢加固法作为其中的一种加固方法因其可大幅提高承载力和刚度,且施工方便等优势得到了广泛的工程应用。本文在已有的型钢加固法基础之上提出了一种新型的型钢加固方法:外套U型钢箱加固法,并在东湖315光谷人才基金项目赞助下,对二次受力作用下加固梁进行抗弯性能试验研究及理论分析。试验考虑外套U型钢底板厚度、箱型高度、初始受荷程度三个因素对加固梁受力性能的影响。共完成了7根加固梁二次受力、1根加固梁一次受力和1根非加固梁的对比试验。试验研究表明加固后梁抗弯承载力约为加固前的6-9倍,加固作用明显;加固后梁的截面变形能满足平截面假定;初始受荷程度对加固后梁的性能影响不明显,而增加U型钢底板厚度及箱型高度能有效的提高梁的承载力。基于平截面假定和混凝土、钢材单轴本构关系等条件,建立了考虑二次受力外套U型钢箱加固梁的抗弯承载力公式。所提出的理论公式与试验结果及数值结果符合较好,能合理的反映加固机理,具有一定的工程应用价值。基于混凝土的弹塑性损伤本构和钢材弹塑性本构,采用有限元方法对普通钢筋混凝土梁、外套U型钢箱加固钢筋混凝土梁进行了受力-变形的非线性全过程分析。对建模方法、单元选择、模型参数的确定等进行了详细的介绍。分析所得的结果与试验及理论结果吻合良好,并发现:①外套U型钢箱加固改变了混凝土梁的损伤演化,提高了凝土部分的耗能能力;②外套U型钢降低了梁中和轴的位置,增加了混凝土部分的受压面积,有利于发挥混凝土强度高的优势;③梁的初始受荷程度对加固后梁的强度、刚度等影响均不明显,而增加U型钢底板厚度和箱型高度能有效提高梁的承载力。其中增加U型钢截面高度是一种更经济的加固方式。