为了改善传统工字梁整体稳定性差的缺点,提出一种新型截面的工字梁——矩形空心翼缘工字梁(New Rectangular Hollow Flange I-Beam,简称NRHFB),NRHFB用冷弯矩形钢管作为上翼缘,以平钢板作为下翼缘和腹板。与传统工字梁相比,NRHFB的空心翼缘截面属于闭口截面,能大大提高梁的整体抗扭刚度。空心钢管翼缘的截面更加开展,使惯性矩增大。由于空心钢管的抗扭刚度大,新型梁的抗整体失稳能力大为改善,其破坏模式主要为弯曲强度破坏。由于强度破坏的塑性变形大,既能表现出明显的破坏征兆,又可在失效前消耗较多的能量。与目前国内外所研究的空心翼缘梁相比,NRHFB的腹板直接插入空心钢管上翼缘内,所以可以局部支撑作用在梁上的集中力作用,能有效减小集中力作用下梁的局部变形。腹板插入空心上翼缘也对上翼缘的局部屈曲起到较好的抵抗作用。文中主要研究NRHFB的以下内容:(1)跨中集中荷载作用下NRHFB的试验研究,观察梁的破坏模式和局部荷载作用区域的变形,通过对梁的荷载-应变曲线规律、荷载-位移规律和观察到的失效模式分析新型梁的性能。(2)采用有限元分析软件ABAQUS对NRHFB进行模拟,将有限元结果与试验结果进行对比,验证有限元分析软件ABAQUS模拟结果的精确性。(3)分别建立哈尔滨工业大学刘仁峰提出的新型空翼缘梁LHFB、NRHFB以及普通工字梁的有限元模型,分析三种梁的破坏模式,对三种梁的极限承载力和变形能力进行对比,同时比较NRHFB与LHFB的局部变形。(4)采用有限元模拟的方法对空翼缘梁弯曲性能进行参数分析,分别研究了荷载形式(跨中承受集中荷载、均布荷载以及纯弯矩荷载作用)和跨度(3m、4m、6m和8m)对NRHFB和LHFB弯曲性能的影响。通过对两种梁的极限承载力和局部变形随不同参数的变化规律,评价NRHFB的优越性。