采用预应力CFRP板对受弯梁进行加固具有降低维护成本、提高CFRP板与混凝土界面之间的粘结、延缓两者之间剥离、充分运用材料的高强性能等优点。目前的相关研究大部分集中于从宏观的角度用试验方法来进行分析研究,但这种方法不仅需要耗费大量人力物力,而且不能对加载过程中混凝土各组分的应力发展情况进行分析研究,无法从细观的角度来解释构件的开裂机理。在数值模拟中,对混凝土构件的研究主要分为宏观、细观、微观、纳观四个尺度,本文应用有限元软件从细观尺度上对预应力CFRP板加固的受弯梁进行分析研究。在细观尺度上,材料内部的情况将直接影响混凝土的宏观性能。因此本文在细观水平上对CFRP板加固的钢筋混凝土简支梁的受力开裂模拟研究具有重要意义。本文采用随机骨料模型结合非线性有限元分析的方法,进行了以下几方面的研究并取得相应成果:(1)建立钢筋混凝土简支梁的随机骨料模型使用MATLAB软件,结合蒙特卡罗方法,按照符合实际的骨料分布情况确定投放骨料的步骤,编写程序建立随机骨料三维数值模型。(2)细观条件下钢筋混凝土简支梁的受弯开裂情况分析赋予模型中不同组分适当的材料属性,建立有限元模型并计算。分析简支梁在开始受力到发生开裂阶段的受弯开裂发展情况。研究了简支梁加载过程中不同组分的受力特点和发展趋势。(3)细观条件下有CFRP板加固的钢筋混凝土简支梁的受弯开裂情况分析在上述模型的基础上建立有CFRP板加固的三维有限元梁模型,分析其从开始受力到发生开裂阶段的受弯开裂情况。分析可知,CFRP板的加固可以使简支梁内部单元在受力过程中达到更进一步的损伤阶段,可以更充分发挥材料的特性,增强简支梁结构承载力。(4)细观条件下不同预应力加固的钢筋混凝土简支梁的受弯开裂情况分析对CFRP板施加不同预应力,分析其从开始受力到发生开裂阶段的受力情况。分析可知,预应力的增加使构件骨料与砂浆的应变水平发生提高,材料趋近于破坏;但同时使应变水平在加载过程中保持稳定,结构承载能力提高。