钢结构因其有许多优点而广泛应用于各种领域。当钢结构的强度、刚度及稳定性不能满足要求时,应对钢结构进行加固或修复。目前,加固钢结构的方案主要可分为:加大构件截面法、改变结构计算简图法和预应力加固法。其中,预应力是加固和修复钢结构的一种有效方法。但由于人们对旧钢结构采用加固方案的兴趣远小于新建,所以预应力钢结构加固方面的研究、经验及实践还较少。我国在预应力加固钢结构方面的实践屈指可数。目前国内尚未有系统的预应力加固钢结构的研究成果,只有一两篇文章涉及到此内容,但研究内容的深度和广度还远远不够。因此,系统地研究、总结预应力加固钢结构的有关理论,尤其是针对我国目前常用的钢结构形式进行深入地研究,具有十分重要的理论价值和现实意义。本文在预应力钢结构计算理论和《钢结构设计规范》(GBJ17-88)、《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》(JTJ025-86)和《铁路桥梁钢结构设计规范》(TB10002.2-99)有关条文的基础上,同时借鉴了体外预应力加固混凝土结构的先进研究成果,并结合两个加固计算实例,对预应力加固钢结构进行了较为系统的理论分析,提出了预应力加固钢结构的计算理论和设计方法。本文的研究工作及取得的一些成果如下:1.选择了适用于预应力加固钢结构的后张预应力体系;结合新的《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)和体外预应力加固混凝土结构的一些理论,对预应力损失的计算进行了分析和改进,提出了适用于预应力加固钢结构的预应力损失计算方法。2.介绍了预应力加固钢结构所具有的特点和计算原则;以钢结构设计原理中的极限状态设计法或容许应力法为基础,阐述了预应力加固钢结构的分阶段加固设计计算原理和方法。3.分析和研究了预应力加固轴心受拉和轴心受压构件的计算方法、优化加固设计及其应用。4.全面分析了预应力加固钢梁的计算原理、设计方法以及影响加固设计的若干因素,提出了预应力加固钢梁的设计方法,并通过实例进行了加固计算分析。对预应力筋内力增量的取值给出了合理的建议,一般约为有效预张力的20%~40%。采用本文的设计计算方法对文献[42]中的模型梁进行了加固设计,并与文献中的结果进行了比较,比较结果表明该方法可行,且具有较高的准确性。最后,对预应力加固连续钢梁的受力性能、次弯矩影响进行了分析研究。5.以预应力加固钢梁的设计计算方法为基础,应用Visual Basic 6.0语言进行了软件设计,并对计算实例进行了验证。6.分析和研究了预应力加固钢桁架的优化布筋方案和设计计算方法,并通过一实例进行了加固分析计算。