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活性粉末混凝土(Reactive Powder Concrete,简称RPC)作为一种新型水泥基复合材料,具有普通混凝土(Normal Concrete,简称NC)不可比拟的拉压力学性能和优异的耐久性,自诞生以来即受到各国研究者的广泛关注。然而RPC的配合组分中硅粉、石英砂、钢纤维等较贵材料的使用使其材料成本相对较高,同时因蒸养等拌合工艺的要求令RPC目前仅适宜在工厂预制,这些方面的不足致使RPC构件在大跨度结构等相对需要更多混凝土的工程中应用受限,特别在大跨桥梁工程中若桥跨结构使用全截面整浇预制RPC梁时将产生额外的吊装施工成本。因此,本文以掺有碎石的RPC预制梁作为受拉区而后在其上现浇NC的RPC-NC叠合梁为对象展开研究,通过试验及理论分析探讨其静载力学性能,为其可能的工程应用提供参考。本文主要研究内容及结论如下:(1)以NC强度等级、界面压力为变化参数,对12组RPC-NC叠合界面双面剪切试件进行了静载抗剪试验。结果表明,叠合界面的破坏模式为脆性破坏,且被剪开的RPC与NC棱柱较完好;当无界面压力时NC抗拉强度的增加对试件极限承载力有提高作用但程度有限,当界面压力存在时NC抗拉强度的提高能有效增加试件极限承载力,界面压力与极限承载力呈线性关系;基于现存叠合界面抗剪承载力计算公式的考虑因素,提出以Mohr-Coulomb准则为基础的RPC-NC叠合界面抗剪承载力计算简化模型,通过实测数据回归得到了抗剪承载力的计算公式。(2)通过改变RPC高度、NC强度等级、纵筋率,对12片RPC-NC叠合梁试件进行了静载抗弯试验。结果表明,RPC-NC叠合梁的荷载-挠度曲线形态类似于NC梁,即包括以混凝土开裂、纵筋屈服为分界点的弹性阶段、裂缝开展阶段和破坏阶段;各试件荷载-挠度曲线的线性段所占比例为对应极限承载力的30.6%～58.3%,且此比例随叠合梁极限承载力的降低而提高,说明RPC-NC叠合梁具较好的抗裂性能及刚度储备;增加RPC高度时叠合梁起裂位置由叠合面NC受拉边缘过度为RPC预制部件的底部;各试件最终挠度与屈服挠度之比为3.05～4.68,满足受弯构件的延性要求;叠合梁的应变实测结果基本符合平截面假定。(3)基于叠合梁静载试验结果,对其开裂弯矩、抗弯刚度等进行了计算分析。在同时考虑RPC与NC受拉延性的计算模型下,分别取两者的受拉延性系数为3.12和2.51时,开裂弯矩计算结果与实测值吻合较好;推导了 RPC-NC叠合梁受拉区塑性影响系数γc的计算公式,且在RPC高度大于0.3倍全梁高时提出了 γc的简化计算公式;采用考虑受拉刚化效应的RPC受拉本构模型对RPC-NC叠合梁刚度-弯矩全曲线进行数值计算,结果表明叠合梁刚度开始下降的弯矩值为极限弯矩的1/3.1～1/2.2,而NC整浇梁仅为1/6.5～1/4.3;基于有效惯性矩法与刚度解析法对叠合梁的短期抗弯刚度进行分析,提出了 RPC-NC叠合梁刚度计算公式,计算结果与实测结果吻合良好;RPC-NC叠合梁的平均裂缝间距可采用GB50010-2010《混凝土结构设计规范》中的公式进行计算,但其中的混凝土有效受拉面积本文建议采用RPC预制部分的面积代替;引入系数βR对《公路钢筋混凝土和预应力混凝土桥涵设计规范》JTGD62-20040中最大裂缝宽度公式进行修正,基于最大裂宽实测数据,取βR=0.40即可偏于保守地预测RPC-NC叠合梁使用时的最大裂缝宽度。(4)考虑RPC的抗拉作用对极限抗弯承载力的贡献,推导了适用于T形RPC-NC叠合梁的极限弯矩公式,并建议RPC等效矩形抗拉影响系数取0.26;对RPC-NC叠合梁纵筋界限配筋率进行了理论公式推导,建议计算最大配筋率时可忽略二次受力的影响,而叠合梁最小配筋率大于同配置的NC整浇梁,且其随RPC高度增加而增大;基于固角软化桁架模型并与有限元方法结合,分析了 RPC抗拉强度、NC抗拉强度、纵筋率、箍筋率、剪跨比、RPC高度对RPC-NC叠合梁抗剪承载力的影响,提出了 RPC-NC叠合梁抗剪承载力的计算建议式。(5)阐述了考虑裂缝间粘聚力的扩展有限元方法在开源程序OpenSees中的实现方法,并以此对RPC-NC叠合梁的静载抗弯开裂行为进行了数值计算。结果表明,随着RPC增高NC底部边缘及梁底RPC的裂缝宽度在相同荷载等级下将降低;增加RPC高度可使叠合梁荷载-挠度曲线斜率开始下降的荷载值增大,说明RPC增高可有效增加叠合梁的抗裂性能及整体刚度。