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纤维增强复合材料(FRP)由于其优异的力学性能，已经广泛应用于混凝土结构加固中，其中之一就是对钢筋混凝土(RC)柱的加固补强。目前，较为常见的加固方法为粘贴FRP法，这种被动约束方法存在显著的应力滞后现象，严重影响加固效果，而预应力FRP加固法能够变被动约束为主动约束，有效克服应力滞后问题，获得更好的加固效果。目前针对预应力FRP加固方法的研究十分有限，且主要集中于小尺寸混凝土墩柱，由于试件的尺寸效应，由小尺寸墩柱得到的结论及模型能否适用于实际工程中大尺寸的钢筋混凝土墩柱，仍值得商榷。基于这一现状，本文主要进行了以下研究: (1)通过10根大尺寸钢筋混凝土墩柱的轴心受压试验，考虑外包碳纤维布的不同预应力水平和不同条带间距，研究了碳纤维布约束大尺寸钢筋混凝土墩柱的轴心受压性能，其中包括1根钢筋混凝土对比试件、2根粘贴碳纤维布约束钢筋混凝土墩柱试件，以及7根预应力碳纤维布约束钢筋混凝土墩柱试件。试验结果表明，采用预应力碳纤维布约束方法可提高试件的轴心抗压承载能力与变形能力，加固效果优于粘贴碳纤维布约束方法。 (2)基于试验数据，分析了预应力碳纤维布约束大尺寸钢筋混凝土墩柱试件的破坏过程、破坏形态及破坏机理;综合考虑预应力碳纤维布约束下纵筋强度的发挥、箍筋和预应力碳纤维布对混凝土的约束作用，提出了预应力碳纤维布约束大尺寸钢筋混凝土墩柱的强度和轴心受压承载能力计算公式，计算结果与试验结果吻合良好;给出了预应力碳纤维布加固钢筋混凝土墩柱的设计和施工方法，为预应力碳纤维布加固钢筋混凝土墩柱的工程应用提供技术依据。 (3)结合试验结果与理论分析，建立了预应力碳纤维布约束大尺寸钢筋混凝土墩柱峰值应变计算公式，提出了三折线应力-应变关系模型与多项式应力-应变关系模型，计算结果与试验曲线吻合良好，可为相关研究提供理论支持。