纤维增强复合材料(Fiber Reinforced Polymer,简称FRP)因其轻质、高强、耐腐蚀等优良属性,在加固修复混凝土结构方面得到了迅速的发展与应用。大量研究证明FRP布缠绕加固技术能有效提高混凝土柱的强度和变形能力。此外,采用FRP进行加固还具有耐腐蚀、施工便利、不增加构件尺寸等优点。常用的FRP布缠绕加固混凝土有三种形式,分别是FRP全包裹、FRP条带连续螺旋式部分包裹(简称螺旋条带)和FRP条带间断式部分包裹(简称水平条带)。国际规范(FIB 2001)及意大利规范(CNR-DT 200 R1)对三种包裹形式下约束混凝土的轴压行为均给出了设计模型。由于国内对FRP的研究起步较晚,《纤维增强复合材料建设工程应用技术规范》(GB50608—2010)仅提供了FRP全包裹约束混凝土的计算公式。FRP全包裹的确能显著提升混凝土柱的轴压性能,但在设计工作荷载下,大多数情况下柱仍处于弹性变形阶段,故在保证应力硬化的前提下提高柱的变形能力更有意义。此外,工程中不可避免地会出现梁柱节点等构造,致使FRP条带的应用前景更好。已有研究表明,FRP条带同样可以取得良好的加固效果,且其对变形能力与强度能力之间的调整更灵活,FRP用量更少,机械自动化施工更便捷。采用FRP条带间隔加固柱时,FRP侧向约束力沿柱高度方向并不均匀,条带间隔处的约束力较弱,整体约束效果有所降低。国外规范和绝大部分设计模型多采用源自“拱效应”假设的垂直有效系数来估算约束弱化程度,这一经验系数未必准确,原因是“拱效应”是基于钢箍筋约束混凝土试验数据提出的。此外,假设还提出拱角恒定为45°,同样未得到理论或试验层面的证实。基于现有约束机理,为进一步扩大有效约束区域,本课题提出了一种新型FRP条带包裹形式—FRP交叉条带连续螺旋式包裹(简称交叉螺旋条带)。通过16组FRP条带间隔加固混凝土圆柱体的轴心受压试验,研究FRP有效约束率相等(即FRP体积配置率和有效系数乘积相等)时条带包裹形式、条带宽度、条带净间距等研究变量对圆柱体轴压性能的影响,从而在试验层面对有效系数进行分析。试验结果表明:当FRP有效约束率相等时,CFRP水平条带与CFRP交叉螺旋条带约束混凝土的力学行为较为接近,但CFRP螺旋条带约束混凝土试件的承载力最差,轴向变形能力最好,在相同的条带包裹形式下,不同的设计参数也会导致差异较大的试验结果,故有效系数的精度仍存在提升空间。根据本课题和其他学者的试验数据组建了大型数据库,包括FRP螺旋条带全包裹、FRP水平/螺旋条带部分包裹及FRP交叉螺旋条带部分包裹四种条带布置形式试件。通过对比研究,发现现有FRP全包裹约束混凝土设计、分析模型对其他三种包裹约束混凝土均无法提供准确预测。不同学者针对FRP水平条带部分约束混凝土提出的应力-应变模型内置参数不同,且回归分析基础大多为各自的试验试件。此类模型无法适用于FRP全包裹约束混凝土,需进一步改进。基于数据库,对FRP全包裹约束混凝土分析模型进行修改,提出参数分别考虑FRP条带净间距和纤维角度的影响,推导出对四种包裹形式普遍适用的新分析模型并用大量试验数据进行检验,结果显示新分析模型预测精度十分高。最后,采用有限元手段进行参数化分析,细致地探讨试件内轴向应力的分布规律,并确定试件中无效约束区形状为拱形,为“拱效应”假设提供了理论支撑。通过定量分析设计参数与有效约束区域分布规律,发现有效约束区域随着荷载增大而逐渐缩小。本研究结果有助于了解FRP部分约束混凝土约束机理,建立精确的FRP条带约束混凝土设计理论方法并促进此加固方法的推广应用,对FRP箍筋约束混凝土也具备一定的参考价值。