轴向荷载作用下,混凝土柱具有一定的承载能力,但因其刚度大、变形能力较差,在达到极限荷载时易发生脆性破坏。目前增强混凝土柱轴向承载能力的方法有多种,如FRP约束混凝土柱,钢管约束混凝土柱等。然而仍存在着一些缺陷,如变形能力不足,延性较差等。近年来,智能材料的研究和发展为高性能混凝土结构的研究及应用提供了全新的思路和方法,为新型预应力约束增强混土柱轴向承载能力的研究提供了良好基础。形状记忆合金(Shape Memory Alloys,简称SMA)是一种新兴智能材料,由于其优越的形状记忆效应、超弹性以及良好的耐久性、高阻尼等特性,成为了土木工程领域中增强结构构件承载能力和变形能力的理想材料。本文中通过模型试验和理论分析对采用施加预应力的超弹性形状记忆合金丝增强混凝土柱的轴向承载能力和变形能力进行了深入研究和探讨,主要研究内容包括以下几个方面:(1)对超弹性SMA丝的力学性能进行了试验研究,考虑了应变幅值、加载速率、循环次数和初始应变对SMA丝材力学性能的影响,为混凝土短柱的增强试验设计提供基础。(2)对超弹性SMA丝增强的8个混凝土柱进行轴压试验,考虑不同加固量、预应变量及增强形式对混凝土柱轴向承载能力和变形能力的影响。详细描述了试验现象,系统分析了试验数据,揭示了SMA丝对混凝土柱约束增强机理。(3)采用ABAQUS通用有限元软件对超弹性SMA丝增强混凝土柱轴向性能进行三维实体有限元分析,重点分析了超弹性SMA丝对混凝土柱的约束增强机理,并分析了加固量和预应变值等参数对混凝土柱的轴向承载能力和变形性能的影响。研究表明:理论分析与试验结果吻合较好。(4)基于试验及数值分析结果,结合现有约束混凝土应力—应变关系的理论计算方法,考虑加固量和预应变量参数对混凝土柱轴向承载能力的影响,建立了超弹性SMA丝增强混凝土柱的轴向承载力实用计算公式,对工程实际应有具有一定指导作用。