由于低强度混凝土(fcu＜15MPa)与纤维复合材料之间粘结强度低于1.5MPa，再加上国内外研究对两者之间粘结性能尚未形成统一的认识，为避免纤维过早从混凝土表面剥离而给加固带来安全隐患，各国标准均对被加固构件的混凝土强度作出了严格的限制。针对这一现状及老、旧混凝土结构加固的实际需要，以低强度钢筋混凝土梁为对象，进行了4种35个构件的加固对比试验(试件混凝土立方体抗压强度介于5.5～11.9MPa之间)，并进行了相关的理论分析，对碳纤维布加固低强度混凝土梁的抗弯和抗剪性能进行了全面研究，为拓展碳纤维布加固混凝土结构技术的应用范围，完善加固设计理论提供了技术支持。 以单向碳纤维布材为主要加固材料，采用梁底通长粘贴的方法对17根简支梁进行抗弯加固，其中2根梁不采用附加锚固措施，8根梁端部设置U形布条作为附加锚固措施。考虑施工的可操作性，采用外贴U形布条的方式对13根低强度混凝土梁进行抗剪加固，试验尝试采用多种形式的压条以避免纤维剥离对抗剪加固效果的影响。通过分组试验，得出如下结论： (1)梁底粘贴碳纤维布可以有效提高梁的抗弯承载力。 (2)由于混凝土强度较低，未采取附加锚固措施的2根加固梁过早发生剥离破坏。梁端设置U形布条后，梁底粘贴纤维不仅可以提高试件的抗弯承载力，而且可以明显改善加固梁的变形能力。破坏前由于梁底纤维应变远大于附近混凝土应变，因此纵筋屈服后平截面假定不能保持。 (3)如果混凝土梁在持荷状态下加固，当竖向荷载值超过未加固梁40％承载力后，由于持荷水平会影响梁的裂缝分布形态和受压区混凝土初始应变，继而会影响纤维与混凝土之间粘结性能以及碳纤维布应变的发挥，试验中加固梁的极限承载力明显下降。 (4)与未加固梁相比，虽然250万次高周疲劳加载试验证实外贴纤维可降低同级荷载作用下试件的挠度和纵筋的应变，但是破坏试验中试件的极限承载力却比静力加载试件小15％。 (5)由超过500天的静载试验初步证实了加固梁长期挠度的增加主要由混凝土徐变引起，试件的变形和开裂情况可以满足构件长期使用的要求。 (6)13根抗剪加固梁大多发生剥离破坏，破坏前梁表面会形成1条与梁轴线夹角呈40～45°的剪切裂缝。纤维剥离是影响加固梁极限抗剪承载力的主要因素，在U形布条端部设置纤维压条是一种提高试件抗剪承载力和变形能力有效的技术措施。 在短期破坏试验和长期观测记录的基础上，基于断裂力学模型和粘结-滑移关系，对低强度混凝土和碳纤维复合材料之间的粘结性能进行了分析，利用低强度混凝土试件双面拉剪试验数据推导得到了表层混凝土断裂能常量和纤维有效粘结长度，并且提出了剥离前外贴纤维所能承受有效拉力的概念：当纤维在混凝土表面的实际粘贴长度不超过有效粘结长度时，纤维所能承担传递的拉力由粘贴部位混凝土的抗拉强度和实际粘贴面积的乘积决定；当纤维实际粘贴长度超过有效粘结长度后，碳纤维复合材料所能承受的拉力便成为常量。考虑到碳纤维复合材料极易从低强度混凝土表面剥离，因此基于外贴纤维剥离前所能承受的有效拉力，建议用平面桁架模型确定外贴纤维对梁抗剪承载力的贡献；由于发现平截面假定无法适用于加固梁受力全过程的分析，建议用拉杆-拱模型计算加固梁发生剥离破坏时的抗弯承载力。上述计算模型均考虑纤维剥离对加固梁极限承载力的影响，计算结果偏于安全，两种模型中梁底纤维端部的U形布条和U形布条上端的纤维压条被分析证实是一种有效的附加锚固措施。利用平截面假定和等效刚度法，分析得到了加固梁从加载开始直至破坏的荷载-挠度曲线。考虑混凝土和纤维复合材料徐变对加固梁长期受力性能的影响，提出了外贴纤维加固梁时变挠度计算方法，与实测数据相比，理论计算结果偏于安全。