内置灌浆方钢管桁架混凝土梁是一种以钢桁架弦杆代替纵筋、腹杆代替箍筋而形成的新型钢-混凝土组合构件。与普通的钢筋混凝土梁相比,内置灌浆方钢管桁架混凝土梁具有承载力高、刚度大和整体性好等优点,可以应用于大跨和超高层建筑;而且内置灌浆方钢管桁架混凝土梁还可以作为套建增层结构中的主次梁,实现施工阶段自承重,解决原房屋屋盖承载力较弱无法支撑模板问题;另外与采用内置实腹式型钢混凝土梁和角钢桁架混凝土梁相比,内置灌浆方钢管桁架混凝土梁方便与钢筋混凝土柱连接,解决梁柱节点构造困难问题。本文设计制作了 5根内置灌浆方钢管桁架混凝土梁,进行竖向静力荷载作用下的受弯性能试验,研究了试验梁的裂缝分布、破坏特征以及跨中应变分布,考察了荷载-跨中挠度曲线和荷载-跨中钢管应变曲线特征,获得了开裂荷载、屈服荷载和极限荷载等实测结果;并且基于有限元软件ABAQUS建立有限元数值模型,进行受弯性能非线性分析,与试验结果进行对比;基于试验和有限元分析结果,提出内置灌浆方钢管桁架混凝土梁正截面受弯承载力、开裂弯矩、裂缝宽度和刚度计算公式。研究结果表明:(1)内置灌浆方钢管桁架混凝土梁纯弯段区域下弦钢管首先受拉屈服,然后继续加载受压区混凝土被压碎,构件宣告破坏,呈现适筋破坏;内置灌浆方钢管桁架刚度较大,混凝土开裂对削弱组合梁刚度影响极小;试验梁极限承载力随着下弦钢管面积的增大而增大,上弦钢管面积和节点间距的改变对极限承载力影响不大;试验梁总体符合平截面假定。(2)基于ABAQUS非线性分析获得有限元数值模型的荷载-跨中挠度曲线、荷载-跨中钢管应变曲线、破坏形态和受力全过程,与试验结果对比,两者吻合较好,验证了有限元数值模型的准确性;并拓展试验参数,内置灌浆方钢管桁架受弯承载力随着下弦钢管面积的增加而提高,混凝土强度、上弦钢管面积和节点间距的改变对受弯承载力的影响并不明显。(3)采用计算公式的计算结果与试验结果吻合较好,可用于计算分析。