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考虑到国内钢结构加固的需求在工业建筑中集中显现,以及可预期的在公共和民用建筑中的潜在需求,钢结构加固方面技术规范的修订具有重要应用价值。作为钢结构加固方法中最传统和最重要的手段,负载下焊接钢加固技术因其施工方便且耐久可靠,在目前各类结构加固工程中被广泛接受并寄予厚望。钢结构负载是既有状态,在负载的常态下要完成焊接加固并实现加固目标,需要对焊接加固过程及加固后受力性能规律的深刻认识。然而国外相关研究虽起步较早却不具体实用,国内既有规范亦年久失修,大量参照苏联经验,缺乏科学基础,不再符合当前需要。本文基于对国内外负载下焊接加固方法的相关研究、工程应用和技术规范现状的整体把握,特别是对国内外负载下焊接加固的焊接热影响问题的研究对比分析以及对国内规范和规程解决负载下焊接加固问题的条文框架的整体梳理,进一步完成了负载下焊接加固压弯构件的试验和数值研究,填补了国内外研究空白,着重研究和讨论了焊接热影响问题,并结合试验及有限元影响因素分析结果,在现有设计条文框架下改进提出了解决负载下焊接加固基本问题的新方法,以完善国内标准的系统性与科学性。本文主要研究内容为:(1)采用翼缘外对称贴焊钢板加固方案完成了不同初始负载下焊接加固压弯钢柱的静力试验,研究了负载下焊接加固过程构件的位移变化、腹板焊接应力应变重分布、加固后失稳破坏模式及稳定承载力。(2)依次采用不考虑焊接热影响与考虑焊接热影响的有限元分析方法,并考虑体壳耦合、接触及摩擦对试验的4个试件进行了非线性有限元模拟,并与试验对比验证可靠,进而获得了试验中无法获得的塑性渗透、焊接温度场、翼缘与加固板的焊接应力应变重分布以及翼缘边缘屈服承载力等结果。(3)采用考虑焊接热影响的有限元分析方法,对不同初始负载、偏心距、长细比及焊接热输入等级等因素适当扩大参数进行影响因素分析,完成了包括被加固压弯钢柱及加固压弯钢柱的共72个构件的受力全过程模拟分析,获得了各因素影响规律。(4)结合影响因素分析结果、国内外试验结果与规范计算结果对比,提出了新的负载下焊接加固钢构件的焊接残余变形的建议系数及公式以及压弯构件平面外稳定承载力计算的改进建议,为修订我国国家标准《钢结构加固设计规范》关于负载下焊接加固压弯构件设计计算方法提供了参考和依据。