碳纤维复合材料(CFRP)加固钢结构技术作为一种具有独特优势的加固方法,近年来成为国内外学者研究的热点。在实际工程中CFRP加固多运用于混凝土结构,并且国内已制定出相应的规范。然而CFRP加固钢结构在国内的研究起步较晚,相关规范正在制定中。正交试验设计是研究多因素多水平的一种设计方法,是根据正交性从全面试验中挑选出部分有代表性的点进行试验。借助于正交试验设计,本文重点研究了影响中长圆钢管柱极限承载力的三个因素CFRP层数、偏心距和初始应力。本文进行了10根中长圆钢管柱的受压试验,研究了CFRP加固圆钢管柱的破坏特征、破坏机理以及受力性能,并对试验中CFRP布加固中长圆管柱的极限承载力、荷载-应变等方面进行了分析。经过正交设计的极差和方差数值分析发现:影响极限承载力变化的因素由主到次依次为偏心距、CFRP层数、初始应力。以英国建筑工业研究与情报协会(CIRIA)编写的CFRP加固钢结构设计指导手册《Strengthening metallic structures using externally bonded fibre-reinforced polymers》中的换算截面法计算公式为理论基础进行研究,给出CFRP加固受压圆钢管柱平面内稳定的计算公式。同时运用ANSYS建立相关计算模型,并对受压试验进行有限元模拟分析。最后,将试验值、理论计算值,模拟计算值进行对比分析,给出整体修正过的CFRP加固后的受压中长圆钢管柱平面内稳定计算公式。本课题为国家标准“钢结构加固设计规范”资助课题,本文的研究成果为编制该标准提供理论与试验依据。