Esta investigación investiga el comportamiento de fatiga y la mecánica de fractura del concreto de alto rendimiento (HPC), incluyendo varias composiciones como HPC con agregados de basalto (HPC-B), HPC con grava (HPC-G) y mortero grueso de alta resistencia (CM) bajo carga tensil estática y cíclica dentro del programa de prioridad especial SPP 2020. El estudio tiene como objetivo integrar la mecánica de fractura en el análisis estructural para mejorar las directrices de diseño para secciones transversales esbeltas y componentes estructurales de alto rendimiento relacionados con la seguridad. Las investigaciones experimentales revelan la notable superioridad de HPC-B, mostrando su mayor resistencia a la compresión, módulo de elasticidad y resistencia a la tracción en comparación con HPC-G y CM. Un ensayo de tensión compacta en forma de disco modificado (MDCT) basado en estándares ASTM, apoyado por correlación de imagen digital (DIC), revela el comportamiento de fractura, enfatizando la energía de fractura como un parámetro crucial. HPC-B exhibe una mejor resistencia a las grietas y una reducción de la sensibilidad a muescas atribuida a los agregados de basalto triturado y una zona de transición interfacial (ITZ) mejorada. La investigación examina factores como la caracterización del material, la morfología de los agregados, los niveles de estrés y la tasa de desplazamiento en la formación de grietas. Las pruebas de fatiga de alta ciclo muestran el rendimiento superior de HPC-B, y el análisis posterior a la fatiga revela una mayor tenacidad residual a la fractura atribuida a cambios estructurales a nivel nano, redistribución de estrés e interacción entre agregado y matriz. Un análisis de imagen 3D a través de escaneos de Tomografía Computarizada (CT) captura la propagación de grietas mesoestructurales y proporciona información cuantitativa. Esta investigación marca un cambio significativo de los enfoques convencionales centrados en los agregados e introduce un enfoque novedoso al integrar la teoría de exceso de pasta y el análisis a escala mesoscópica, destacando el papel crítico de la elección de agregados en la caracterización del material y el diseño a escala mesoscópica para mejorar la eficiencia estructural de HPC. Además, el estudio avanza en la comprensión del comportamiento de fatiga de HPC, enfatizando la interacción de los tipos y morfologías de agregados y su respuesta dinámica a la carga cíclica, ofreciendo valiosos conocimientos para optimizar las directrices de diseño y fomentar la innovación en la ingeniería estructural.