作为组合结构，金属面夹芯板由相对较厚的轻质芯材和较薄的高强金属面板经一定成型工艺粘结而成，因此金属面夹芯板具有组合结构的优点：轻质、高强、高刚度，同时还具有预制构件的优点。本文主要针对金属面夹芯板在工程项目中应用时所遇到的实际问题，结合试验、理论及有限元等方法对夹芯板在静力荷载作用下的抗弯承载力及其在脉动风荷载作用下的疲劳性能进行研究，从而为工程实际应用提供参考。主要研究内容如下：　　(1)对工程项目中常用的三种金属面夹芯板芯材（聚氨酯、挤塑板、岩棉）材性性能进行试验研究，获得各自的抗拉强度、抗压强度、抗剪强度及相应的弹性模量，并结合理论分析及试验结果给出了三种芯材材料的本构模型，为工程应用提供参考。　　(2)为了验证均布荷载下金属面夹芯板的抗弯承载力统一变形公式的有效性，并获得不同芯材金属面夹芯板的力学性能，对均布荷载及温差荷载作用下金属面夹芯板的抗弯性能进行试验研究。同时，通过试验研究了实际工程中两端节点连接对金属面夹芯板变形的影响。试验中所考虑多种试件情况，包含两种截面形式、三种常用芯材、两种不同厚度及单跨、三跨的情况。　　(3)为了得到荷载作用下两种截面形式夹芯板的统一变形计算公式，提出夹芯部分剪力分配系数和弯矩分配系数的概念，并结合夹芯部分的变形微分方程推导了两种截面形式金属面夹芯板在均布荷载及集中荷载作用下的统一变形计算公式。同时，在单跨统一变形计算公式的基础上，推导了均布荷载、温差荷载作用下多跨金属面夹芯板的最大变形及内力计算公式。　　(4)对两端简支深压型金属面夹芯板在均布荷载及集中荷载作用时的夹芯部分剪力分配系数进行理论分析。在深压型表面金属面夹芯板中，由于深压型金属面板具有刚度，可承担部分剪力。通过对等效模型中夹芯部分剪力分配系数计算公式研究，找出剪力分配系数的影响因素，为后面芯材剪力分配系数的有限元研究提供参考。　　(5)通过有限元程序对金属面夹芯板抗弯性能试验进行有限元模拟验证，两者吻合良好，证明了有限元模型的有效性。在此基础上，结合深压型表面金属面夹芯板夹芯部分剪力分配系数的理论公式，通过有限元计算发现芯材平均剪力分配系数受作用荷载影响较小，可取均布荷载作用下1/4板跨截面处的芯材剪力分配系数作为板跨平均芯材剪力分配系数。然后通过有限元程序计算试验中试件的芯材剪力分配系数，并将此系数带入统一变形计算公式中，发现理论公式计算结果与试验结果及有限元结果吻合良好，证明了该统一变形计算公式的适用性。　　(6)通过有限元模型研究了板跨长度、板厚、面板厚度及芯材剪切模量对芯材剪力分配系数的影响，获得各参数的影响规律；然后设计含不同参数的正交表，并建立相应参数的有限元模型以获得不同条件时的芯材剪力分配系数，结合各参数影响规律对有限元结果进行非线性拟合，得到均布荷载作用下深压型表面金属面夹芯板芯材剪力分配系数的实用计算公式。　　(7)结合试验结果分析指出当前欧洲夹芯板推荐规范中极限强度计算公式偏于不安全，并通过有限元模型对平表面金属面夹芯板的皱曲性能进行研究，修正了计算公式。　　(8)结合金属面夹芯板变形计算公式特点得到了多点均布加载时跨中最大变形的计算公式，并理论研究了实际工程中两端节点连接对金属面夹芯板变形的影响。首先通过理论分析，建立节点连接的简化理论模型，得到其变形计算公式；然后结合有限元对节点影响进行分析并与试验结果相比较，验证了理论分析的可靠性，得出了节点连接对单跨夹芯板变形影响较小，可视为两端简支的结论。　　(9)对用于高速铁路及轻轨两侧承受脉动风荷载的剪切型声屏障金属面夹芯板的疲劳性能进行理论及试验研究。首先理论分析了不同荷载作用下夹芯板能否发生疲劳破坏的几种情况，然后通过有限元及试验研究验证了理论分析结果。研究结果表明，由于常用规格的声屏障金属面夹芯板刚度较小，可不考虑脉动风荷载引起的疲劳问题。