预应力部分外包组合梁是指采用H型钢或热轧薄壁钢板组合而成具有腹板形式的截面,在腹板两侧张拉预应力钢绞线,在翼缘板与腹板之间配置适量的抗剪件并填充混凝土而形成的组合梁。预应力部分外包组合梁是一种新型的组合结构形式,不仅同时结合了普通的钢—混凝土组合梁与钢骨混凝土组合梁的优点,而且还加入了具有技术革命性质的预应力技术,使得这种新型的组合结构形式有了一个良好的发展前景。为了迎合社会对自重轻、跨度大、截面尺寸小和节约材料等特点的新型结构形式的需求,本文提出了具有这些特点的新型预应力部分外包组合简支梁,并进行了一系列的试验研究和理论分析研究,主要研究的内容和成果如下:第一,本文通过对8根试验梁的试验分析研究,其中2根是不施加预应力的普通部分外包组合简支梁,作为抗弯试验的对比梁,其余6根是施加有不同预应力大小的预应力部分外包组合简支梁。本文详细介绍了试件制作的流程,具体描述了试件破坏的过程及现象,详实记录了裂缝及其宽度的发展情况,并将所有试验数据整理成表,绘制出试验梁的荷载-位移曲线、荷载-应变曲线、截面应变特性曲线和主裂缝宽度随荷载变化的曲线,对试验结果进行了全面分析。第二,本文在试验的基础之上,对预应力部分外包组合简支梁展开了较为细致的理论分析,提出了预应力部分外包组合简支梁在弯曲破坏模式下开裂荷载和极限抗弯承载力的计算方法,推导了裂缝宽度、刚度和挠度的计算公式,按照本文的计算方法和计算公式得到的计算结果与试验结果吻合度较高。第三,本文利用有限元分析软件ABAQUS对试验中的预应力部分外包组合简支梁进行了非线性的有限元分析模拟,采用降温法对预应力钢绞线施加了预应力,其模拟值与试验值也能较好地吻合。有限元分析模拟结果表明,加劲肋板对于预应力部分外包组合简支梁支座位置处起着十分重要的作用,建议按照《钢结构设计规范》(GB50017-2003)进行加劲肋板的强度设计。