纤维水泥基复合材料是以砂浆或混凝土为基材,将短纤维均匀掺入其中而形成的复合材料。传统工程材料的局限性使人们对新型材料的开发充满热情。纤维混凝土及砂浆是传统工程材料向高抗拉、高韧性、高阻裂性、高耐久性、材料智能性发展的产物。碳纤维属于高弹模纤维,在基体中掺入碳纤维的复合材料兼有其他复合材料的优点,还有其他所不具备的耐腐蚀、耐温差、耐老化等特性。此外碳纤维的导电性质可以制成智能化构件,使结构健康自监测成为可能。本文通过试验研究,试图找到碳纤维的长径比对复合材料的影响;试图考虑经济性,找到合理的碳纤维混凝土复合梁局部增强模式,探讨复合梁力学性能的影响因素。主要工作及结论如下:(1)对掺入不同长径比碳纤维的CFRC进行抗压、劈拉强度试验。得出碳纤维的掺入可以提高混凝土的抗拉强度,10mm碳纤维比5mm、15mm碳纤维对抗拉强度的提升效果好,可以达到26.0%;碳纤维对抗压强度影响不大。(2)研究了碳纤维水泥砂浆的抗折强度。得出CFRM抗折强度提高幅度随碳纤维长度的增大而增大。碳纤维的掺入使砂浆试块的韧性得到明显提升。(3)提出了碳纤维局部增强混凝土模式,通过14根大尺寸试件的四点受弯试验,发现在RC梁受拉区掺入碳纤维可以改善受弯构件的力学性能。得出以下主要结论:复合梁的屈服荷载随碳纤维层厚度的增高而增大,三种长度的碳纤维中,10mm碳纤维的CFRC-75-10提高幅度最大,可提高26.59%;钢筋混凝土梁受拉区掺入的短切碳纤维能有效抑制复合梁受弯过程中的裂缝扩展;短切碳纤维对极限承载力的提高率在7%到12%之间;碳纤维层的掺入可以改善裂缝形态,减小最大裂缝宽度,为耐久性提供保障;(4)以纤维混凝土受弯构件的基本假定为基础,给出了适用于碳纤维混凝土复合梁的极限承载力计算公式,计算结果与试验值吻合较好,可以为复合梁的承载力设计提供参考。