钢结构凭借其轻质高强、造型美观、装配化程度高等优点,在建筑结构中得到了广泛应用。近年来,在国家政策导向和市场需求的推动下,我国钢结构行业发展迅猛。大跨空间结构、高层与超高层建筑、装配式建筑等在蓬勃发展的同时也引起了越来越多的结构安全问题。结构设计的不合理、构件的老化锈蚀损伤、火灾与地震等自然灾害的发生,以及结构进行改扩建引起的荷载变化等都会给构件和结构带来重大安全问题。因此,对承载力不足的构件进行加固具有重要意义。本文针对某机场航站楼钢屋盖结构因功能提升所造成的部分杆件稳定承载力不足的问题,在已有套管加固方法的基础上提出两种新型套管加固方式:焊接管箍法和抱箍法,以套管加固后的圆钢管构件为研究对象,采用试验研究和数值模拟分析相结合的方法,揭示了两种套管加固方法的加固原理和套管构件的破坏过程,并给出了此类套管加固构件的承载力计算公式。基于背景工程,本文首先对工程中应用的圆钢管截面开展了15个材料力学性能试验和18根套管加固后轴心受压圆钢管构件承载力试验。通过材料力学性能试验,获得了同批次钢材的初始弹性模量、名义屈服强度、极限抗拉强度以及应力-应变曲线。通过套管加固后轴心受压圆钢管构件承载力试验研究,获得了各试件的极限承载力、荷载-轴向位移曲线、荷载-侧向位移曲线、荷载-应变曲线,且给出了套管加固构件的三种不同破坏模式:端部屈曲破坏,整体屈曲和端部屈曲耦合破坏、整体屈曲破坏。基于有限元分析软件ABAQUS,本文建立了各试验试件的数值分析模型,并对各试件的破坏过程进行模拟分析;有限元分析结果与各试件的试验结果吻合较好,验证了有限元模型的准确性。在此基础上,利用试验验证的有限元分析模型,对影响套管加固后轴心受压圆钢管构件承载力的多个因素进行分析,包括内管长细比、加固后长细比、刚度比、管箍个数、加固相对长度系数以及管箍尺寸等因素。分析结果表明:对于未加固构件,刚度比和加固相对长度系数对套管加固后轴心受压圆钢管构件承载力和破坏模式具有显著影响。构件破坏模式的不同,进而导致加固后构件的承载力计算公式也完全不同。在焊接管箍法中,对于整体屈曲破坏的构件,采用轴心受压稳定公式进行计算,但需对其内管稳定系数进行修正,利用有限元分析结果对修正系数进行拟合;对于产生端部屈曲和整体屈曲耦合破坏或者端部屈曲破坏的构件,采用极限强度公式进行计算,但需对构件极限承载力进行修正,利用有限元模拟分析结果拟合出修正系数。通过拟合公式计算结果与试验结果的对比,验证了拟合公式的准确性。在抱箍法中,根据其加固原理,构件稳定系数由外套管的长细比确定,利用轴心受压稳定计算公式即可求得构件稳定承载力,通过计算结果与试验结果的对比,验证了该计算方法的准确性。