传统钢筋混凝土建筑难以避免的钢筋锈蚀等问题,已经为结构或构件的安全和使用带来了风险,为此世界每年需要耗费大量资金用于维护和加固建筑;加之,在许多地区特别是在沿海和海岛等,作为混凝土材料的淡水和细砂短缺,而不能用于钢筋混凝土结构的海水和海砂却有丰富储量。采用FRP筋替代钢筋用于混凝土结构中是解决以上问题行之有效的办法。FRP筋与混凝土的黏结性能是两者共同工作的基础,也是FRP筋混凝土结构的关键问题之一,目前许多研究针对与FRP筋与无约束、钢箍筋约束混凝土的黏结,对于FRP管-FRP筋-混凝土墩柱等新兴结构体系中,FRP侧向约束必然对FRP筋与混凝土黏结性能产生影响。为此,本文开展了FRP筋与FRP约束混凝土黏结性能的研究,具体研究内容如下:(1)本文对3种混凝土强度、3种混凝土相对保护厚度、3种FRP层数的GFRP筋与BFRP约束混凝土的中心拉拔试件和相应的GFRP筋与无约束混凝土中心拉拔试件进行了试验,结果表明:FRP侧向约束可以将无约束试件中混凝土劈裂的脆性破坏改变为为FRP筋拔出的延性破坏;根据界面黏结机理,FRP筋与FRP约束混凝土的黏结滑移曲线可以分为4个阶段,黏结应力-侧向约束应力可以分为3个阶段;FRP侧向约束只有当混凝土保护层发生劈裂(黏结应力达到相应的无约束混凝土强度)时才开始逐渐发挥作用。(2)对侧向约束拉拔试件到达黏结强度时的FPR外约束层的环向变形和侧向约束应力的数据分析得到了不同因素(混凝土相对保护层厚度、混凝土强度、FPR层数增加)的影响,拟合了FRP侧向约束应力与混凝土相对保护层厚度的关系式。通过试验结果分析得到:不同因素对黏结强度和对应滑移量的影响规律;考虑侧向约束应力的约束试件黏结强度计算公式和残余黏结强度与FRP侧向约束应力的关系式。另外根据约束混凝土原理,提出了用等效约束混凝土强度考虑FRP侧向约束,获得了黏结强度增长量与等效约束混凝土强度的关系式,为FRP筋与FRP约束混凝土黏结强度计算提供了另一种方法。(3)在GFRP筋与BFRP约束混凝土黏结数据分析的基础上,与已有的筋材黏结-滑移模型结合,提出FRP筋与FRP约束混凝土的修正黏结-滑移本构模型,该模型与试验数据有较好的吻合;建立黏结滑移微分方程,获得基于本文提出模型上升段的微分方程数值解,得到了FRP约束下FRP筋黏结应力、滑移量和筋材截面法向应力随埋置深度的变化公式;最后,结合美国(ACI)、加拿大(CSA)和日本(JSCE)规范对锚固长度规定,推导了FRP筋与FRP约束混凝土正常使用状态下的锚固长度公式,经计算本文建议长度与规范相比具有较高的安全性。