纤维增强复合材料(FRP, Fiber Reinforced Polymer)是一种新型的结构材料，近十年来在国内得到了快速的发展，由于它具有轻质高强、施工便捷、维护方便、耐久性良好等优点,许多学者对它在土木工程领域的应用进行了深入的研究，粘贴FRP加固法已经发展成为一种新型的加固技术。同时，研究建筑结构在外界作用条件下内部应力的变化情况，从而进行针对性加固是一项非常有意义的课题。对于FRP约束的混凝土矩形截面轴压短柱，由于混凝土体积膨胀在四个侧面与四个角部形成FRP约束应力的不均匀性，复杂应力状态下混凝土的应力采用理论推导公式计算有局限性，水泥基压电陶瓷传感器埋入后可以直接测量，解决这个问题。同时，研究者对于水泥基压电陶瓷传感器在土木工程中的应用研究主要还是分析水泥基压电陶瓷传感器应用在土木工程领域中的材料的特性及应用的可行性，与土木工程结构的实际结合相对较少。本文将水泥基压电陶瓷传感器引入到试验研究中，采用直接测试的方法得到FRP约束混凝土方形截面轴压短柱核心区的应力。同时将水泥基压电陶瓷传感器与实际土木工程领域相结合的具体实施做出阐述，具体工作包括以下几个方面：（1）试验共制作了6根混凝土方形截面短柱试件，将水泥基压电陶瓷传感器埋入到混凝土短柱核心区，对混凝土短柱FRP加固前后分别进行动态疲劳荷载试验。将试验结果对比分析，结果表明：FRP加固前后的传感器输出的信号和试验输入的荷载值存在明显的线性关系；FRP加固后短柱的荷载-传感器信号曲线的斜率较FRP加固前的大；当频率小于5Hz时，FRP加固前后混凝土短柱传感器信号幅值随着加载频率的提高而增大，但加载频率的增大对粘贴FRP前后混凝土短柱的核心区应力增幅几乎没有影响；FRP的约束可以显著提高短柱核心区的混凝土应力，提高比例在5%~20%之间。（2）通过试验，提出一种使用水泥基压电陶瓷传感器直接测试FRP约束的混凝土短柱核心区应力的新方法。建立了传感器输出信号与混凝土压应力之间的数值模型。并验证了该数值模型用于测量FRP约束混凝土短柱核心区应力的适用性。结果表明：据数值模型计算出的FRP约束混凝土轴压短柱核心区的应力测试值与基于理论计算公式计算出的应力理论值基本吻合，证明了使用水泥基压电陶瓷传感器直接测量动态荷载作用下混凝土内部应力新技术的可行性。（3）分析了压电陶瓷传感器应用于混凝土结构试验以及工程应用中的优缺点，探索了新的可行的应用于土木工程领域的施工方法和测试方法，结果表明，水泥基压电陶瓷传感器可以有效地应用于土木工程结构中：根据其输出的传感器信号与温度应力的数值模型，实时监测水泥水化反应的进程；根据其输出的传感器信号实时监测混凝土内部的结构损伤；根据其输出的传感器信号与汽车载重之间的数值模型，实时监控车辆是否超载；根据其输出的传感器信号与汽车行驶速度之间的数值模型，实时监控车辆是否超速；根据输出传感器信号的交替情况，实时监测大型停车场车辆的停泊情况；根据试验得到的钢筋混凝土框架结构模型的需加强区段最合适配筋率，为实际工程中钢筋混凝土框架结构的需加强区段配筋提供技术依据。