在对由纤维材料约束的预载混凝土柱轴压性能研究现状进行总结分析后,本文通过试验及数值模拟研究了碳纤维(Carbon Fiber Reinforced Polymer,简称CFRP)布约束有预载型钢混凝土矩形短柱的轴心受压性能。设计制作了对比组、预载一组和预载二组共14个设计参数不同的混凝土矩形短柱,并分别对各柱进行了轴压试验。通过试验全面认识了约束柱的破坏过程和机理,分析了型钢、预载水平和碳纤维布层数等因素对柱轴压承载力的影响。碳纤维布约束提高了柱的承载力,改善了柱屈服后变形能力,但约束型钢柱总体承载力提高幅度低于约束钢筋混凝土柱。随着预载水平的提高,碳纤维布有效拉应变系数逐渐降低,约束柱的屈服荷载、峰值荷载和延性总体呈降低趋势。试验中约束柱破坏形式均是纵筋和型钢先屈服,随后核心混凝土被压碎,最终碳纤维布断裂。在这一破坏模式下,随着碳纤维布层数的增加,试件的延性明显增大。以试验数据为基础,根据碳纤维布约束有预载型钢混凝土矩形短柱的受力特点,使用ABAQUS软件建立了有限元模型,采用阶段分析和单元生死技术,对柱预加载、碳纤维布加固和正式加载这一试验过程进行模拟,通过定义混凝土损伤塑性(Concrete Damaged Plasticity,简称CDP)模型中的损伤因子来考虑预载对混凝土材料性能的影响,计算结果与试验结果吻合较好。利用所建立的有限元模型,分析了预载水平对柱中部截面混凝土应力分布(第一主应力与第三主应力比值)的影响,结果表明预载降低了约束混凝土的轴向应力提高幅度,导致碳纤维布约束的预载柱承载力低于未预载柱。