在高层建筑剪力墙和核心筒结构中,连梁起到传递水平剪力和约束弯矩的作用,是关键的耗能构件。研究结果表明,连梁的强度、刚度和延性对剪力墙受力性能具有重要影响,为了更加有效地提升连梁的变形和耗能能力,研究人员提出使用钢连梁和组合连梁替代传统配筋混凝土连梁。其中,钢板混凝土组合连梁(Steel Plate Reinforced Concrete Coupling Beams,简称SPRC连梁)利用钢板面内受力连续、强度高、塑性变形好等特点,可以较好改善钢筋混凝土连梁抗剪能力不足和延性变形差等问题,是一种值得推广的新型连梁形式。本文设计并制作了5个SPRC连梁和1个交叉斜筋钢筋混凝土连梁(CCB)试件并进行了低周往复加载试验。试件变化参数包括连梁纵筋配筋率、配板形式和钢板配板率。对比分析了连梁的破坏过程、滞回性能、耗能能力、强度退化、刚度退化、承载力和延性等。试验结果表明,SPRC连梁与CCB连梁相比,不仅具有良好的滞回性能、位移延性和耗能能力,而且施工更为简单。SPRC连梁主要发生以弯曲为主的破坏模式,实现了延性破坏模式。当连梁纵筋配筋率过高时,在提高承载力的同时降低了试件的位移延性;配板率相同情况下,钢板形式由单钢板改变为双层钢板,连梁受力性能相似,实际设计中当单层钢板厚度较大时可采用双层钢板设计方案以解决厚钢板带来的其他问题;试件承载力随着钢板配板率增加而增加,当配板率和纵筋配筋率超过一定值后,试件位移延性降低。钢板的设置有效提高了试件的承载力与变形性能,较好改善了滞回曲线的捏拢效应,同时参与塑性铰区的抗弯,提供了较大的抵抗弯矩,钢板的受压作用也提高了塑性铰的转动能力,SPRC连梁综合抗震性能优于传统配筋混凝土连梁。通过有限元软件ABAQUS对试验试件进行了有限元模拟,计算结果与试验结果吻合较好,验证了有限元模型的准确性。在此基础上,分析了钢板厚度、钢板高度、跨高比、纵筋配筋率等对SPRC连梁破坏模式和承载力的影响。经过分析得到,SPRC连梁承载力随着钢板厚度的提高而提高,但增长速度逐渐降低,随着钢板高度变化成线性递增,且钢板高度越高峰值点的位移角越大;纵筋配筋率对跨高比大于2.0的SPRC连梁承载力影响较大,小跨高比连梁配筋率的增加,承载力提升不明显。最后,本文总结了国内外学者及规范提出的钢板混凝土组合连梁受弯和受剪承载力计算方法及存在问题。基于试验和数值模拟结果,提出了适用于SPRC连梁的受弯承载力和受剪承载力计算公式,经过比较公式计算结果与试验值较为吻合,可为实际工程提供重要的理论支撑和设计依据。