中文摘要：

将活性粉末混凝土（RPC）应用于带加强层高层建筑伸臂构件，利用RPC的高强度、高韧性及经济环保特性实现加强层伸臂"有限刚度"设计理念，改善带加强层高层建筑结构受力性能。本项目拟解决RPC伸臂应用及带加强层结构设计中的以下问题满足一定性能要求的RPC配比及养护技术研究；RPC与普通混凝土的粘结机理及性能研究；提出RPC构件与普通混凝土连接区的计算模型，确定连接区的范围及配筋方法，确保连接强度、刚度及延性；以满足水平交通联系为基本目标，对RPC空腹桁架伸臂形式进行优化；以刚度和强度为约束条件，伸臂桁架杆件截面形式、配筋量等为变量，以伸臂造价为目标函数，对RPC伸臂杆件截面及连接进行优化以降低成本；分析RPC伸臂在整体结构中的工作性能及其对结构整体抗震性能的影响；提出带加强层高层建筑结构基于新材料新理念的设计方法。

结论摘要：

1.课题组通过大量材料配比试验，采用普通工程材料中砂作为粗骨料，采用聚羧酸高性能减水剂配置了便于工程应用的RPC，其流动性基本满足自密实的基础上标准养护（130MPa）及热养护的强度达到了国内同等水平。所设计最优配比已申报国家发明专利。 2. 基于二参数weibull分布，得到钢纤维活性粉末混凝土（RPC）的损伤演化方程，在损伤演化方程中加入弹性极限应变阀值，并引入本构关系曲线的边界条件，得到对应Weibull分布的2个参数取值，进而可将损伤演化方程转化为本构关系曲线。在此基础上，计算ABAQUS中混凝土损伤塑性模型对应的损伤值和非弹性应变，在ABAQUS中建立RPC损伤塑性本构模型。采用该模型对RPC受压、受弯试件的分析结果与试验曲线对比验证了该模型的合理、有效性，为RPC工程应用数值分析提供了简便、可靠的方法。 3. 利用RPC的高强度和弹性模量，以构件失稳时截面最薄处抗剪强度为控制指标设计了中空受压构件截面。制作了4个中空截面构件并对其进行了轴压试验。采用课题组所构建RPC损伤塑性本构模型，对所设计中空截面构件进行了数值模拟，分析结果与试验结果符合较好，验证了构件截面设计的合理性。在此基础上进行了4个配有缀板格构式角钢的中空截面构件和4个配有缀条格构式角钢的中空构件截面构件的实验研究，分析对比了配筋形式及配筋量对其力学性能和延性的影响。研究工作为RPC中空构件在加强层空腹桁架伸臂中的应用提供分析参数。 4.将所设计RPC中空构件用于框架核心筒结构加强层伸臂构件，与普通混凝土做加强层、钢桁架加强层时结构的侧向刚度和层刚度、周期、应力集中程度等进行了对比。结果表明RPC伸臂较普通高强混凝土在控制侧移、提高刚度方面有明显优势，与钢桁架对比其不影响交通联系便于采用多层布置，论证了RPC伸臂的有效性和可行性。 5.提出了带加强超高层建筑基于位移的抗震设计方法，以52层实际工程为背景进行了基于位移的抗震设计，验证了方法的可行性，为带加强层高层建筑基于性能抗震设计提供了思路和方法。