活性粉末混凝土(Reactive Powder Concrete,简称RPC)是一种新型水泥基复合材料,通过剔除粗骨料、优化颗粒级配、掺入钢纤维并采用蒸汽养护来减少材料内部微裂缝和空隙等缺陷,使其具有高强度、高韧性和高耐久性的优良特性,在工程领域具有广阔的应用前景。HRB500级钢筋是一种热轧带肋钢筋,具有较高的强度、良好的延性、节约能源、降低材料消耗等优点。活性粉末混凝土与高强钢筋配合使用,若两者之间适配良好,将有利于发挥两者的优良性能,因此有必要对HRB500钢筋活性粉末混凝土构件进行试验和理论研究。本文对活性粉末混凝土构件进行了系列试验研究和理论分析,主要内容如下:(1)进行了活性粉末混凝土抗压强度、抗拉强度、抗折强度等基本力学性能试验研究,获得了活性粉末混凝土轴心受压应力-应变上升段曲线、轴心受拉应力-应变全曲线,建立了活性粉末混凝土轴压应力-应变(上升段)和轴拉应力-应变关系模型,提出了轴拉应力-应变关系的实用简化模型,为活性粉末混凝土构件的全过程分析提供了理论依据。(2)通过一系列拔出试验,研究了高强钢筋和活性粉末混凝土的粘结应力-滑移过程和破坏形式,探讨了粘结机理,研究了钢筋粘结长度、保护层厚度、养护龄期、钢筋屈服强度、钢筋直径、箍筋等因素对粘结性能的影响;建立了粘结-滑移本构模型以及锚固特征值、临界锚固长度计算公式。(3)开展了高强钢筋活性粉末混凝土受弯构件的试验和理论研究,在分析试验梁的受力过程、裂缝分布、荷载-挠度曲线特征、破坏模式的基础上,建立了考虑钢纤维对受拉区贡献的极限弯矩、开裂弯矩、裂缝宽度和刚度计算公式,理论计算值和试验值吻合较好。(4)推导了边界条件为四边简支、三边简支一边自由、两边简支两边自由的活性粉末混凝土板的屈曲系数和弹性屈曲荷载计算公式;进行了活性粉末混凝土板的屈曲试验,研究了宽厚比、高厚比和边界条件对屈曲性能的影响,以及活性粉末混凝土板的屈曲模态、屈曲荷载和破坏形式;引入几何初始缺陷影响系数,建立了活性粉末混凝土弹性屈曲荷载、弹塑性屈曲荷载和屈曲后荷载计算公式,计算值与试验值吻合较好。推导了四边简支板在纯弯应力作用下的弹性屈曲系数计算公式,并采用数值方法对纯弯作用下的矩形板进行了弹性屈曲分析。(5)推导边界条件为四边简支、三边简支一边自由、两边简支两边自由的活性粉末混凝土板在横向、纵向加劲条件下的屈曲荷载计算公式;研究了加劲肋间距、刚度对板屈曲性能的影响,确定了加劲肋与母板的合理刚度比;推导了四边简支纵向加劲肋板在纯弯应力作用下的弹性屈曲系数计算公式;采用数值方法对纯弯作用下的加劲板和箱梁腹板进行了弹性屈曲分析,得到了考虑箱梁顶、底板约束作用下腹板的屈曲系数计算公式;分析了箱梁的横隔板间距和刚度、顶板宽厚比、腹板宽厚比对活性粉末混凝土箱梁腹板稳定性的影响。