本文在针对普通钢—混凝土组合梁存在问题分析的基础上,提出了一种新型外包钢—混凝土组合梁。外包钢-混凝土组合梁是在焊接组合成的U形钢结构截面内浇砼,T形翼缘为现浇混凝土楼板,腹板与混凝土翼缘板通过剪力连接件形成整体,共同工作。 对外包钢—混凝土组合梁进行了系统的试验研究、理论分析及有限元模拟。具体进行了以下几个方面的工作: (1)进行了八根组合梁试件的试验研究(其中七根梁为完全剪力连接组合梁,一根梁为部分剪力连接组合梁),研究了构件的破坏形态、加强纵向抗剪连接的构造措施、试件的受力性能等。获得了外包钢—混凝土组合梁受力性能的试验参数; (2)对完全剪力连接组合梁的正截面抗弯承载力进行分析,并编制了计算程序,获得了截面的弯矩—曲率关系曲线。将程序计算结果与“矩形应力块”法的计算结果进行了比较,最后得到外包钢—混凝土组合梁正截面抗弯极限承载力的简化计算公式。在得到弯矩—曲率关系的基础上,采用有限差分法、插值法和数值积分法得到了构件的荷载—位移曲线图,并与试验结果进行了比较。 (3)对构件进行了非线性有限元分析,获得了构件中混凝土裂缝分布图、应力云图、应变云图及荷载—位移曲线图、滑移分布图等。将数值模拟结果与试验结果进行了比较,从而验证了试验研究结果与理论计算结果的正确性。 (4)根据试验研究、理论分析与计算机模拟结果,文章最后提出了外包钢—混凝土组合梁的工程设计建议与研究展望。