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本文从配置不同特性钢筋的混凝土梁受力过程及基于断裂力学原理的裂纹发展分析出发,结合对现行混凝土结构设计理论所存在问题的探讨,提出了基于裂纹发展阶段结构设计思想的普通钢筋与高强钢筋混杂配置的混凝土结构。在配筋率保持几乎一致的基础上,本文对配置普通钢筋、高强钢筋以及二者混杂的混凝土梁进行了试验设计和研究,重点分析了钢筋特性对裂纹发展规律的影响,在详细分析各加载阶段裂纹分布形态的基础上,以纯弯段的裂纹发展规律总结了各片梁裂纹发展的四个阶段。主要结论如下:①不同钢筋特性的混凝土梁在裂纹失稳阶段均符合适筋梁延性破坏特征;普通梁极限荷载为21.5T,而高强钢筋配置率为30%、50%、100%的混凝土梁极限荷载分别达到了 36.2T、41.5T、57.0T,较普通梁分别提高68.4%、93.0%、165.1%;②四种梁在平均荷载为13.5T时相继进入裂纹稳定阶段,此时普通梁已达极限荷载的62.8%,结构安全储备较低,而配置高强钢筋的混凝土梁该比例按高强钢筋配置率由低到高的顺序分别为37.3%、32.5%、23.7%,裂纹稳定阶段长度显著大于普通梁,且混杂配筋梁裂纹稳定阶段长度适中;③试验梁在进入裂纹稳定阶段后,裂纹数量和高度不再显著增加,只有裂纹宽度继续增长;普通梁达到20.5T,即裂纹最大宽度为0.32mm时开始失稳扩展;配置高强钢筋的试验梁在经历较大的宽度增长过程后才进入裂纹失稳阶段,失稳扩展时的荷载按高强钢筋配置率由低到高的顺序分别为32.5T、38.5T、56.5T,相应的最大裂纹宽度为1.16mm、1.10mm、1.42mm,也即结构能够在更大的裂纹宽度下正常工作;④试验梁最大裂纹高度均在13.5T左右趋于稳定,普通梁最大止裂高度在0.7～0.8倍的梁高范围内,并在裂纹失稳阶段超过这一高度,而配置高强钢筋的混凝土梁最大止裂高度达到了 0.8倍梁高以上,说明配置高强钢筋的混凝土梁能够在更大的裂纹高度下正常工作,且需经历较长的荷载区间才能达到裂纹失稳阶段;⑤普通梁、高强钢筋配置率为30%、50%、100%的混凝土梁最终裂纹总数量分别为33条、43条、46条、50条,裂纹平均间距为11.4cm、9.5cm、8.8cm、8.1cm;普通梁呈现出“疏而宽”的裂纹分布形态,而配置高强钢筋的混凝土梁则相对“密而窄”;⑥对试验梁进行有限元数值模拟,有效验证了裂纹分布形态、荷载—跨中挠度曲线及钢筋的阻裂性能。本文通过理论分析、试验研究及有限元验证,对基于裂纹发展阶段结构设计思想的混杂配筋混凝土结构裂纹发展规律进行了细致研究,为钢筋混凝土结构中高强钢筋的应用、混凝土结构的设计及裂纹发展控制提供了新的方向。