目前,我国现有的许多建筑在使用过程中由于长期承受外力的作用,已经产生了局部破坏。同时地震、台风、泥石流等自然灾害也会使许多建筑物受到不同程度的损伤,从而影响建筑物的正常使用。这些问题的出现导致建筑结构需要进行加固和修复。近年来,纤维增强复合材料(Fiber Reinforced Polymer,简称为FRP)作为一种加固材料,由于能够有效的提高建筑结构的强度和延性等优点,在修复和加固建筑结构以及钢筋混凝土(RC)桥墩方面具有广泛的应用。因此,研究不同加载路径对FRP约束混凝土应力—应变关系的影响具有重要意义。本文在广泛收集、整理既有研究的基础上,分析轴心荷载作用下FRP约束不同截面形状混凝土柱的应力—应变关系、抗压强度和极限应变的变化规律。通过试验分析和理论研究相结合的研究方法,开展不同应变速率FRP约束混凝土柱的力学性能研究、轴力和弯矩组合状态下FRP约束混凝土柱的力学性能研究研究以及不同加载路径对FRP约束混凝土应力—应变关系的影响研究,为FRP在RC墩柱加固中的应用解决关键技术问题。通过本文研究主要获得以下几方面结论:(1)根据建立的数据库,对轴压FRP约束圆形、正方形、长方形和椭圆形截面的混凝土柱的应力—应变关系模型进行了评估。基于分析结果,提出了轴心受压状态下,FRP约束不同截面形状的应力—应变关系统一模型,并与现有的应力—应变关系模型进行了对比分析。(2)根据建立的抗压强度数据库,对已有的FRP约束不同截面形状混凝土柱抗压强度模型进行了评估,并且基于BP神经网络对FRP约束不同截面形状混凝土的抗压强度进行了预测。(3)基于理论分析和试验数据验证,证明了Mander等人提出的能量平衡法不能直接应用于FRP约束混凝土极限应变的计算。(4)基于修正的能量平衡法,建立轴压和偏压FRP约束不同截面混凝土柱的极限应变统一模型。与现有的极限应变模型相比,证明了极限应变统一模型的准确性。(5)对FRP约束混凝土在不同应变速率、不同包裹层数下进行了轴心加载的试验研究,并结合已发表的试验数据,提出了考虑应变速率的应力—应变关系模型和抗压强度模型,并建立了 Ansys有限元模型,对不同应变速率的FRP约束混凝土的应力—应变关系进行了有限元仿真分析。(6)通过轴心荷载和弯矩共同作用下的FRP约束混凝土的试验,对比分析了不同加载方式对FRP约束混凝土柱的M-N相关曲线、环向应变、轴向应变的变化规律,研究结果表明FRP约束混凝土的材料特性与加载方式有关。(7)对压弯状态下FRP约束混凝土圆柱的应力—应变关系进行了分析,并且提出了压弯FRP约束混凝土应力—应变关系模型和极限应变模型。采用具体的试验数据,对应力—应变关系模型的准确性进行了验证。(8)采用数值分析的方法,研究不同FRP约束混凝土的应力—应变关系对FRP加固RC桥墩分析结果的影响。采用Opensees纤维模型计算了 FRP加固RC桥墩的弯矩—曲率关系。采用分级加载应变、逐步积分的方法编制了 FRP加固RC桥墩的弯矩—应变关系的Matlab计算程序,在Matlab程序中考虑了不同加载路径下FRP约束混凝土的应力—应变关系,并把数值分析的计算结果与试验结果进行了比较。