受设计、施工、使用在内的各种因素的影响，混凝土结构不可避免的产生并存在着各种损伤及缺陷，为此需进行加固和修复，碳纤维外贴片材加固技术(CFRP)是其中重要的方法之一。本文在已有研究基础上，共进行了34根混凝土梁的试验研究，研究内容包括碳纤维布加固损伤混凝土梁受弯性能、预应力碳纤维布加固损伤混凝土梁受弯性能、碳纤维布加固损伤混凝土梁受剪性能等。在试验研究的基础上，对加固梁受弯承载力、刚度、裂缝宽度以及受剪承载力计算方法进行了理论研究。1、对不同配筋率、加固量、锚固措施、初始荷载及加载历史的加固梁进行了试验研究，并采用自制张拉机具对部分加固梁进行了预应力碳纤维布加固。通过测量加固梁的特征荷载、挠度、裂缝及钢筋、混凝土、碳纤维布的应变，观测加固梁的破坏形态等对加固梁受弯性能进行了研究。2、研究了加固梁破坏机理，分析了加固量、配筋率、锚固措施、预应力和初始荷载、加载历史等因素对加固梁破坏形态的影响，对主要规律进行了总结。研究了加固梁开裂荷载、屈服荷载、极限荷载的变化规律，对影响因素进行了分析，重点对加固梁极限荷载和屈服荷载受初始荷载及预应力的影响进行了分析。3、对加固梁的挠度及裂缝发展规律进行了研究，分析了各试验参数对加固梁刚度和裂缝宽度、间距的影响规律，并提出了改善加固梁刚度和裂缝性能的措施。4、试验中对碳纤维布达到的最终应变进行了测量，对不同破坏模式和不同预应力、初始荷载下碳纤维布可以达到的最终应变进行了分析，并对预应力和普通加固时碳纤维布容许应变参数取值提出了建议。5、依据试验结果及钢筋混凝土受弯承载力计算理论，系统的对碳纤维布加固梁开裂弯矩、屈服弯矩、极限弯矩的计算方法进行了研究，在计算中同时考虑了初始荷载及碳纤维布预应力的影响。6、采用解析刚度法对碳纤维布加固梁的刚度进行了分析，在分析中考虑了碳纤维布预应力、初始荷载等因素的影响，所得计算公式与试验结果符合较好。在对碳纤维布加固梁裂缝性能主要影响因素分析的基础上，对预应力碳纤维布直接加固梁及普通碳纤维布直接加固梁裂缝间距及裂缝宽度的计算方法进行研究，得到的计算公式可以较好的用于碳纤维布直接加固梁裂缝宽度的计算。7、采用计算机数值分析方法对预应力碳纤维布加固受弯梁进行了全过程分析，计算结果与试验结果及理论分析结果符合较好，所得荷载—挠度曲线与试验曲线拟合较好。8、对碳纤维布加固梁受剪性能进行了试验研究，分析了影响加固梁受剪承载力的主要因素并首次采用下包线统计方法建立了碳纤维布加固梁受剪承载力的计算公式，合理反映了剪跨比、粘贴率、混凝土强度等因素对加固梁受剪承载力的影响。9、本文还根据试验及理论研究结果，对碳纤维布加固梁包括预应力碳纤维布加固梁提出了设计计算方法，并对加固施工工艺及构造措施提出了相关建议，为相关规程提供了技术支持。最后，对本文的研究成果进行了总结，并提出了需要进一步研究的问题。