在现代社会中碳纤维复合材料已被广泛应用到各个领域，建筑、航空、汽车，娱乐健身器材等，主要原因是碳纤维复合材料具有很好的力学性能，同时还具有很好的功能性。近年来，碳纤维复合材料常常用作结构的修复和加固，并取到了很好的效果，所以这就引发许多学者对复合材料更深的探究，如把碳纤维复合材料制成薄壁箱梁应用到实际结构，但是目前对于碳纤维复合材料箱梁的研究还处于初级阶段，虽在很多方面已取得了一些成果，但是有很多方面的理论还不够成熟，相关规范还不完善。本文基于上面的介绍，从数值模拟和试验两方面对碳纤维复合材料薄壁箱梁几何非线性方面做一些探讨，以供工程实践参考。为了能顺利地完成论文，首先对复合材料的定义做了介绍，说明了碳纤维复合材料的优缺点及应用，指出了在工程应用时存在的问题，介绍了复合材料的发展现状，简单介绍了复合材料在建筑领域特别是在桥梁加固、斜拉桥拉索、预应力筋中的应用；其次简要介绍了剪力滞后效应的概念，举例说明了剪力滞后效应对工程结构的影响，总结了前人研究剪力滞后效应的方法，另外介绍了几何非线性的概念，说明了研究结构几何非线性的重要性，总结了几何非线性的解析方法；再次是数值模拟方面，该部分主要是为了和第四章的试验部分作对比，利用Ansys软件对不同铺层、不同跨度、不同荷载比作用下的薄壁箱梁进行数值分析，整理数据得出一些几何非线性和剪力滞后效应变化的规律；最后是试验部分，这部分首先对碳纤维单层板做抗拉试验，得到材料的弹性模量和泊松比，为后面的试验和第三章的数值模拟部分做铺垫；其次对不同铺层角度的层合板做抗拉试验，得到相应铺层下层合板的弹性模量和泊松比；最后是对不同铺层的层合板粘合而成的薄壁箱梁做轴向、竖向力共同作用下的弯压实验，以研究在碳纤维铺层、箱梁跨度、荷载变化的情况下，碳纤维复合材料箱梁的几何非线性效应的变化。论文从数值模拟和试验两方面对弯压作用下的复合材料薄壁箱梁进行研究，通过分析可知，铺层角度、跨宽比、荷载比对箱梁几何非线性及剪力滞后效应影响很大，且对两者的影响程度恰好相反，所以为了减小或消除其影响，应从铺层角度、跨宽比、荷载比三个方面来综合考虑，使得最终设计的薄壁形梁更经济更合理美观。