混凝土与钢筋的协同受力与变形协调在钢筋混凝土结构中至关重要，但普通混凝土弯拉强度和极限拉应变相对较低，将钢筋保护层混凝土替换为具备优良变形能力、较高抗折强度和粘结性能的聚合物改性水泥混凝土是一种更为积极和更富有创新意义的思考。基于此，提出了聚合物改性水泥混凝土复合梁。本文从钢筋与混凝土的协同受力与变形协调原理出发，结合断裂力学基本理论，总结了普通梁的力学特性，提出了复合梁的实现思路。根据复合梁的实现思路，首先对聚合物改性水泥混凝土复合梁的承载力计算公式进行理论推导；其次试验研究聚合物改性水泥混凝土和聚合物改性水泥混凝土复合梁的力学性能，并与普通混凝土和普通钢筋混凝土梁进行对比；最后建立聚合物改性水泥混凝土复合梁的有限元模型，将数值计算结果与试验结果对比分析。综合理论分析、试验研究和数值模拟，得到以下结论：①在开裂之前，复合梁刚度略低于普通梁；在开裂之后，普通梁刚度的下降幅度大于复合梁刚度的下降幅度。在接近钢筋屈服时，复合梁刚度高于普通梁，同一荷载水平下，复合梁挠度明显小于普通梁。复合梁的延性要明显优于普通梁。②复合梁的开裂荷载比普通梁提高了31.25%，极限荷载比普通梁提高了9.5%。与普通梁相比，复合梁钢筋保护层聚合物改性水泥混凝土具备优秀的变形性能，有助于降低裂缝截面处钢筋的应力峰值，协同裂缝之间的钢筋共同受力，使钢筋轴向受力更均匀，使复合梁的工作性能得到提升。③复合梁的钢筋屈服荷载比普通梁提高了12%-23%。在钢筋屈服之前，相同荷载在复合梁跨中所产生的钢筋应变要小于普通梁，即在相同荷载下，复合梁跨中钢筋的应力要小于普通梁。④普通梁在42kN时，0.5倍梁高处混凝土开始受拉，在50kN时，0.6倍梁高处混凝土开始受拉；复合梁在58-72kN时，0.5倍梁高处混凝土开始受拉，在85-112kN时，0.6倍梁高处混凝土开始受拉。说明复合梁中和轴上升的速度更慢，裂缝高度的发展更为缓慢。⑤与普通梁相比，在其他条件相同的情况下，复合梁钢筋保护层混凝土替换为聚合物改性水泥混凝土以后，裂缝条数增加，裂缝高度发展变缓，裂缝更加细而密。复合梁与普通梁一样，都存在着止裂高度，裂缝高度基本都稳定在0.8倍梁高附近。