设计耐久性能好的混凝土结构，实现混凝土结构的可持续发展，是土木工程的研究方向。传统钢筋混凝土梁耐久性失效首先发生在截面受拉区的角区，这是由于角区混凝土碳化速度较快，导致角区钢筋腐蚀速度快以及角区混凝土抗锈胀能力弱所致。因此，梁截面受拉区的角区是混凝土梁截面耐久性的薄弱区域，提高梁截面受拉区混凝土的耐久性就成为关键。 本文从优化钢筋混凝土梁截面耐久性设计的角度出发，利用新材料—活性粉末混凝土(Reactive Powder Concrete，RPC)—高耐久性的特点，并考虑其脆性的特点，提出了一种新的梁截面形式——预应力RPC-NC组合截面梁。在梁的受拉区使用活性粉末混凝土，极大地保护了受拉钢筋，提高了整个梁截面的耐久性。施加预应力避免了活性粉末混凝土截面的脆性。 本文主要做了以下几方面的工作： 1、总结混凝土结构的耐久性问题，对新材料RPC的国内外最新研究进展进行了总结分析，依据RPC的材性特点和预应力混凝土结构特点，提出预应力RPC-NC组合截面，对该组合截面的特点进行了分析； 2、对预应力RPC-NC组合截面梁的力学性能、使用性能进行了理论分析，推导了预应力RPC-NC组合截面梁的开裂弯矩、极限弯矩、裂缝间距、裂缝宽度、刚度等的计算公式； 3、总结了优化设计理论和ANSYS中优化建模技术，虚拟实际工程，设计了预应力RPC-NC组合截面，并运用ANSYS对其进行优化分析； 4、最后，通过对预应力RPC-NC组合梁与其他形式的预应力RPC梁和钢-混凝土组合梁进行对比，进一步阐述预应力RPC-NC组合截面梁的优点。