外包角钢加固法是一种相对成熟的砌体结构柱的加固方法,它不改变原构件的截面尺寸、施工方便、工期较短,并有效提高加固构件的承载能力、截面刚度和延性等性能。外包角钢加固砖砌体柱的受压承载力通常认为是钢构架承载力和原砌体柱承载力之和,不考虑二者相互作用。然而,实际工程中通常在角钢肢和砌体柱接触面间采用环氧树脂材料或者胶结水泥进行灌注。受到角钢约束的内部材料,存在明显的环箍效应,可以发挥更大的材料强度;同时内部砌体为钢构架提供水平支撑,钢构架的稳定性能得到改善。本文主要采用数值模拟和理论分析对外受压包角钢加固砖砌体柱的受力机理性能进行研究,主要分析环箍效应对内部砌体承载力和内部砌体对角钢局部稳定性能的改善,具体完成以下主要工作:(1)利用大型有限元分析软件ANSYS,考虑材料非线性本构关系和角钢与砌体结构之间的接触行为,建立外包角钢砌体柱三维有限元分析模型。通过对已有试验进行分析和结果比较,验证了所建模型的有效性。(2)采用上述有限元模型,对不同角钢厚度、长细比、截面尺寸、角钢强度、砌体强度、缀板间距、偏心距的外包角钢砌体柱的受力过程和受力机理进行分析,研究不同参数对试件极限承载力、延性和横向变形等力学性能的影响。(3)根据有限元分析结果,对不同参数试件的环箍效应进行分析,拟合得到外部角钢约束下砌体强度计算公式。在此基础上,推导出外包角钢加固砌体柱的轴压承载力计算公式。通过和规范公式以及数值结果的比较表明,所提承载力公式考虑了外部角钢与内部混凝土的相互作用机理,具有更高的计算精度。(4)考虑内部砌体的抗压和粘结刚度系数,采用能量法对外包角钢的局部屈曲性能进行理论分析,运用势能驻值原理推导角钢屈曲系数的表达式,揭示内部砌体的抗压、粘结刚度系数对局部屈曲系数的影响规律。