形状记忆合金(shape memory alloys,简称SMA)加强的混凝土梁结构是继钢筋混凝土结构后发展起来的一种新型结构。主要分为SMA在混凝土梁内和在混凝土梁外两种。利用SMA暴露在混凝土梁两端的接点,进行通电激励,SMA会发生相变,材料性能会发生极具差异的改变,进而对混凝土梁的性能进行了改进,可使混凝土梁负载下的挠度减小,甚至对混凝土体内的裂纹有一定的延缓和修复作用。本文将利用有限元法对形状记忆合金加强的混凝土梁进行非线性的数值分析,对混凝土材料的本构关系、开裂、破坏进行分析。从混凝土型号、裂纹尺寸及位置、SMA直径、温度等不同因素对带裂纹的混凝土梁进行了仿真,形成了全面的SMA修复混凝土裂纹的规律。分析结果表明:(1)影响裂纹修复效果最为强烈的是混凝土型号,此结果对特殊场合下的混凝土选用有一定的参考作用;(2)最弱的是SMA本身直径,几乎不会造成裂纹修复效果的差异。(3)SMA对不同裂纹尺寸修复均呈现了一致的线性变化。系统全面的仿真分析了裂纹修复的效果和SMA修复混凝土裂纹的规律。参照混凝土结构设计规范的混凝土梁尺寸和结构,进行了仿真模拟分析。做到了理论、仿真、实验值几乎一致的结果。验证了SMA在通电激励下对含裂缝混凝土标准梁刚强度起到了改善作用。由本文的初步研究可以说明以下问题的可行性:把形状记忆合金应用到高层建筑或大跨度桥梁中,通过适当的控制其温度或预应变,可以按需要增加结构或构件的预应力值,或用来补偿结构预应力损失、调整结构的动力特性、改善不利的应力状况等。同时本文对国内外的SMA加强的混凝土研究现状进行了发掘和吸收,对混凝土梁以及SMA的性能有了详细的了解和认识,并对应用ANSYS仿真此类非线性混凝土问题作出了细致的剖析。本文成果可供同类混凝土梁裂缝修复分析和设计计算的参考。