近年来国内外对体外预应力加固方法做了大量的理论与试验研究,然而,对于预应力筋和原受弯构件之间的受力关系却没有明确阐明,《混凝土结构加固设计规范》GB50367-2013中对此也只是笼统的给出了一句话。结构在施加体外预应力后,其受力体系是一个超静定系统,且包含接触力学的问题,使得一般设计施工人员难以通过简单快速的方法确定预应力钢绞线的横向张拉量与其对结构所施加荷载之间的关系。因此,本论文旨在利用一个实际体外预应力结构的加载实验和有限元软件Ansys的模拟,来分析钢筋混凝土梁在不同截面尺寸、跨度、配筋形式等情况下,体外预应力筋对其的加固效果,并通过改变体外预应力筋的截面尺寸以及张拉点的个数来进行对比分析,最终得出对钢绞线的张拉与梁跨中挠度和钢绞线对梁产生的顶撑力之间的关系,为工程中的设计计算提供参照。本文从有限元模拟出发,考虑体外预应力加固混凝土构件的力学计算模型所牵涉的超静定、几何非线性、材料非线性和接触非线性等问题,并与理论计算和实验成果进行对比,主要做了如下几项研究:1)通过一个实际体外预应力结构的加载实验来研究预应力钢绞线与原钢梁之间的受力关系,在实验过程中不断改变各项参数的数值,如初始预应力大小、钢绞线截面尺寸、钢绞线横向张拉量等,并将试验结果与有限元模拟结果进行对比分析,来验证有限元模拟的准确性。2)通过Ansys进行大量的模拟分析,不断的变化各项参数,如荷载大小、梁的截面参数、梁的跨度、配筋率、钢绞线的截面尺寸、钢绞线的横向张拉量等,得出了体外预应力钢绞线对梁的挠度改善效果以及对梁所提供的竖向顶撑力等,并统计编制成查询表。3)通过理论计算梁在初始荷载下的挠度变形并与Ansys模拟结果进行对比分析,进一步证明了有限元模型的可靠性。研究表明,钢筋混凝土梁在同一跨度下,其截面尺寸越小对应的初始跨中挠度越大,对应的初始顶撑力也越大,并且在钢绞线进行横向张拉的过程中,截面小的梁挠度变化速率更快,而其顶撑力的变化速率则相差不多。当梁在同一截面下,其跨度越大对应的初始跨中挠度越大,对应的初始顶撑力也越大,并且在钢绞线横向张拉过程中,跨度大的梁其挠度变化速率更快,而跨度小的梁其顶撑力变化速率更快。同时,在同一张拉量下,两点张拉对梁的加固效果要高于单点张拉。