20世纪40年代,纤维增强复合材料(Fiber Reinforced Polymer,简称作为FRP)集诸多优点于一身。其具有抗腐蚀能力强、耐久性好、抗拉强度高、自重小、可塑性强、与混凝土协同工作能力好、施工简单方便等特性。可以在潮湿及腐蚀性强的工作环境中,表现出良好的抗腐蚀性能,因而可以有效延长混凝土结构的使用寿命。故在工程建设中被广泛应用。中空GFRP管-混凝土-钢管组合梁(DSTB)作为一种新型组合结构形式,同时具有良好的耐腐蚀性和抗震性能以及便于施工等优点,但由于目前对其理论的研究还不是很成熟,研究主要侧重于试验研究,虽有少量的有限元分析,但还没有形成完整的理论和计算方法,限制了其在土木工程建设领域的广泛应用。本文以DSTB组合梁为研究对象,采用数值模拟和理论分析相结合的方法,利用ABAQUS有限元软件对组合梁进行了模拟分析。研究了DSTB组合梁的受弯性能以及滞回性能,提出了组合梁的抗弯承载力简化计算公式,并提出了工程设计建议。为以后的规范制定和工程实践提供了参考。本文主要的工作如下:(1)对国内外DSTB组合梁相关的研究现状进行了较为系统的查阅和全面的了解,为开展课题的研究奠定了基础。(2)运用有限元软件ABAQUS,建立中空GFRP管-混凝土-钢管组合梁有限元模型。通过与参考文献试验中的极限承载力、荷载-位移曲线进行对比,验证了选取的本构关系、材料单元及建模方法的正确性。在此基础上,进行了58根不同工况下的组合梁抗弯性能的数值模拟。主要对其破坏形态、应力和应变分布规律和内部工作机理进行了深入分析。根据分析结果,并结合相关研究结论,提出了适用于该类DSTB组合梁的抗弯承载力简化计算公式。(3)以混凝土强度等级、含钢率、空心率为主要研究参数,进行了16根中空GFRP管-混凝土-钢管组合梁有限元模型拟静力仿真分析,获得了试件的荷载-位移滞回曲线,考察了不同工况下各个参数对DSTB组合梁极限承载力及骨架曲线的影响规律。研究结果表明,构件的极限承载力和骨架曲线随着混凝土强度等级和含钢率的增加而增大;空心率为0和0.44构件的极限承载力和骨架曲线均比空心率为0.11构件的大的多,因此该构件在实际工程中不适于采用。