本文针对普通RAC的一些不足,考虑纤维和硅粉的增强作用,利用从废旧轮胎中提取的再生钢纤维,同时结合硅粉作为RAC力学性能的复合增强材料,达到提高普通RAC材料的物理力学性能,克服普通RAC梁、柱、节点、框架结构的一些缺点,特别是破坏沿再生骨料新老砂浆界面呈酥松状的弊端,避免其发生脆性破坏的目的。基于上述,本文的主要研究内容和结论如下:(1)纤维及矿物料对RAC力学性能影响研究进行了84组共234个添加纤维、硅粉或复合添加掺合料的RAC试块力学性能试验,研究了不同取代率下,3种单掺纤维、1种单掺硅粉和3种同时掺加纤维和硅粉复合增强料(Fiber Silica Reinforced,FSR)时,纤维、矿物料及其复合后对RAC破坏形态和力学性能的影响,分析了主要影响因素和一般规律,得出了一些有创新意义的研究结论和建议。主要有:单掺纤维的RAC、掺加SF的RAC以及同时掺加纤维和硅粉的复合增强RAC(FSR-RAC)与普通RAC相比,立方体抗压强度最多可提高约13.4%,抗拉强度最多可提高12.1%左右,抗折强度最多可提高约13.7%,弹性模量最多可提高24.91%;同时还拟合了各种掺合方法下相应的应力-应变曲线以及应力-弹性模量关系曲线,找出了较优掺合方法,即在FSR-RAC中纤维按3:7掺合,硅灰掺量为6~8%时,其综合性能较好。(2)FSR-RAC梁、柱构件受力性能试验及分析参考上述试验结果,设计制作了5根FSR-RAC受弯框架梁和3根FSR-RAC框架柱试验模型,进行了相应的正截面承载力试验和低周反复荷载作用下的拟静力试验,研究了不同纤维复合增强材料掺量下FSR-RAC梁的受弯性能和FSR-RAC框架柱的抗震性能,给出了FSR-RAC梁FSR含量与其开裂弯矩、极限弯矩内力臂系数、短期刚度、截面弹塑性抵抗矩系数等的相关曲线,建立了相应的挠度计算公式,讨论了FSR-RAC梁的相对受压区高度、最大配筋率和最小配筋率范围等,得出以下主要结论:对于不同掺量,FSR-RAC梁的开裂弯矩比普通RAC梁的提高了1倍左右,屈服弯矩和极限弯矩均提高了约8%。同时,文中还研究了FSR含量对FSR-RAC柱破坏形态、承载力能力、滞回特性、刚度退化、延性和耗能能力的影响,分析并提出了FSR-RAC柱承载能力的计算公式。试验与计算结果均表明,与普通RAC框架柱试件相比,FSR-RAC框架柱的屈服荷载提高了约12.5%,最大荷载提高了约20%。(3)FSR-RAC梁柱中节点受力性能试验及分析通过3个FSR-RAC框架梁柱中节点试件在低周反复荷载下的加载试验,研究了这种节点的破坏形态、滞回性能、延性特征、刚度退化和耗能能力等,建立了FSR-RAC相应节点的恢复力模型并以此模型为基础,采用ABAQUS软件,进行了FSR-RAC节点的非线性有限元分析,建立了FSR-RAC节点的受剪承载力计算公式。结果表明,在与普通RAC节点配筋相同的条件下,FSR-RAC节点开裂较晚,节点裂缝开展缓慢,裂缝宽度较小,延伸较短,滞回曲线饱满,说明FSR能够有效提高RAC节点的抗裂能力,抑制节点主筋的粘结滑移。相对于RAC节点,FSR-RAC节点的开裂荷载、屈服荷载和极限荷载均提高了30%左右,节点核心区转角延性系数平均提高了约19%。同时,在混杂纤维掺量较低时,节点的延性提高与其掺量成正比,在混杂纤维掺量大于1.0%时,其延性略有下降,另外节点的耗能衰减程度也与纤维的掺量有关。(4)FSR-RAC框架结构抗震性能试验研究在上述研究基础上,设计制作了1个1/4缩尺、3层2跨的FSR-RAC框架结构试验模型,进行了多种工况下双向模拟地震振动台试验。研究了FSR-RAC框架在小震、中震和大震下的抗震性能,同时基于实测的自振频率和阻尼比,提出了FSR-RAC框架结构损伤指数的计算方法,拟合了相应的损伤指数曲线,对多遇及罕遇地震下FSR-RAC框架的损伤程度进行了评价,提出了FSR-RAC框架结构在不同破坏状态下的层间位移角限值和结构的总体损伤指标限值以及可度量的结构损伤等级评价方法。结果表明,在多遇地震作用下,FSR-RAC框架梁柱等构件基本保持完好,没有出现肉眼可见的裂缝;在罕遇地震作用下,其节点只出现了部分细小的裂缝,没有漏筋和掉块等现象,说明添加适量的FSR能够有效抑制模型结构梁、柱、节点的开裂和裂缝发展,提高了模型结构的抗震承载力和整体延性,能够满足8度抗震设防区的抗震设计要求。