混凝土结构的开裂现象比较普遍,会随着裂缝宽度的增大而更容易受到腐蚀,导致正常荷载下混凝土结构破坏。新型纤维增强复合材料筋(Fiber Reinforced Polymer Tendon,FRP筋)混凝土结构的破坏为脆性破坏,其耗能性能相对于钢筋混凝土结构稍差；FRP筋混凝土结构裂缝宽度较大,挠度变形大。为解决钢筋混凝土结构和FRP筋混凝土结构在使用中的种种问题,使用工程水泥基复合材料(Engineered Cementitious Composites, ECC)来进行改善。具体做法是使用ECC替换受拉区混凝土,利用ECC良好的裂缝控制能力来改善钢筋混凝土结构易被腐蚀,FRP筋混凝土结构裂缝和挠度变形大的问题。为制备良好的工程水泥基复合材料,解决纤维成团以及拉伸试验中不出现应变硬化和多裂缝等问题,提出掺入硅灰的制备方法,并采用整浇的方式以保证纤维的良好分散。分析研究了三种试件的拉伸试验和部分配合比的立方体抗压试验。结果表明,硅灰的掺入能较好解决纤维成团问题；整浇有利于应变硬化的发挥和多裂缝开展；水胶比增大和水泥掺量减小即粉煤灰掺量增大会降低试块的抗压强度；三种类型的拉伸试件均在试验中出现了良好的应变硬化现象。为解决混凝土结构失效或损伤而导致钢筋腐蚀的混凝土结构耐久性问题,提出采用ECC替代一般混凝土和使用FRP筋替换钢筋的措施,达到阻止腐蚀性物质进入混凝土、控制裂缝宽度、防止钢筋腐蚀,提高混凝土结构耐久性的目的。通过对比钢筋/FRP筋混凝土梁、钢筋/FRP筋复合梁、钢筋/FRP筋ECC梁,对其平截面假定、应变协调进行验证,对开裂荷载、屈服荷载、极限荷载、裂缝发展、延性进行试验研究。验证了ECC替换混凝土的优越性,对比研究分析ECC替换高度率对钢筋/FRP筋试件的改善作用。参照钢筋混凝土理论,在简化的ECC拉伸本构、压缩本构以及平截面假定和应变协调的基础上,建立了ECC受弯试件的计算模型,对整个加载过程中梁的应力应变变化进行了探讨,给出了适筋试件受弯各阶段正截面的开裂荷载、屈服荷载、极限荷载等的推导分析方法,曲率、挠度、延性以及ECC最佳替换高度等。为结构耐久性较高的结构提供了一种新型结构形式,并为其推广应用提供了设计理论,对新材料复合结构中梁的设计和应用奠定了理论基础。最后通过与试验结果的对比,验证了理论分析的合理性。