组合桁架同普通实腹式组合梁相比,结构自重轻、刚度大、造价低,同纯钢桁架相比,结构延性和稳定性能好,承载能力高。这种结构在公路、桥梁以及高层、超高层房屋建筑上的楼面结构中得到了广泛的应用,显示出了广阔的发展前景。组合管桁架是组合桁架的一种形式,其上下弦、腹杆均采用闭合截面的钢管,通过栓钉将管桁架与混凝土翼缘板建立可靠的连接。随着相贯线数控切割技术的发展和应用,使管桁架的制作和施工十分方便,因而研究组合管桁架的受弯承载性能具有工程应用价值。本文首先进行了两个不同板厚的组合管桁架缩尺模型试件竖向单调加载试验,观察了组合管桁架在各个受力阶段的变形性能,构件的受力状态以及结构的破坏模式；通过试验实测数据,得到了试件的荷载—挠度曲线和挠度分布曲线,分析了组合管桁架混凝土板面、管桁架、以及整个组合管桁架的控制截面上沿截面的应变及应力分布情况,为有限元模型的建立提供了依据。接着本文采用有限元分析软件ANSYS对其中一根试验梁的加载全过程进行了非线性有限元模拟,模拟的计算结果与试验结果吻合较好,验证了本文有限元模型选择的合理性,能够为深入分析提供依据；随后本文根据实际情况首先设计了一根跨度为15m的组合管桁架,并进行抗弯承载力有限元分析,详细分析了试件的荷载—变形曲线,破坏机理以及破坏时各构件的应力分布情况；在此基础上,应用有限元软件分析了混凝土板厚度、混凝土强度、钢材强度、高跨比、上下弦杆面积比等因素对组合管桁架抗弯承载力的影响,并且做出了定性的分析；然后本文根据现行钢结构设计规范中组合梁的抗弯极限承载力公式推导出组合管桁架的塑性抗弯承载力计算公式,并通过算例和有限元计算结果对比,结果吻合较好,验证了其正确性。最后总结了全文的主要结论并提出了有待于进一步进行试验研究与理论分析的问题。