基于空翼缘梁及钢管混凝土的研究成果，本文提出新型截面形式的抗弯构件——五边形钢管混凝土翼缘组合梁(CFPFB)。将工字钢梁上翼缘平板换成五边形钢管混凝土，便得到该梁。本文采用试验测试及数值分析相结合的方法对该组合梁的抗弯性能进行了深入研究。试验研究中，设计了两个试件进行对比试验，一个跨中布置加劲肋（带肋梁），另一个跨中不布置加劲肋（无肋梁）。研究它们在简支条件下，承受跨中集中力荷载作用时的抗弯性能。采用“牵引法”所设计的加载装置，能很好的模拟集中力作用。试验中通过布置应变片和数值百分表测量了梁中关键位置的应变、竖向挠度和侧向挠度。通过加载破坏试验可知，带肋梁中的加劲肋将梁的上下翼缘连成一个整体，减小了梁的侧向挠度，因此，其极限承载力大于无肋梁。数值分析中采用有限元软件ANSYS对试验试件进行建模，考虑试件的初始几何缺陷及材料非线性。将数值模拟结果与试验结果对比，二者较为吻合，证明该有限元模型能较好的模拟CFPFB的抗弯性能。有限元参数分析中，考虑材料强度、截面的几何参数及加劲肋等对CFPFB抗弯性能的影响。着重分析了加劲肋对CFPFB弹性屈曲和极限承载力的影响，研究结果表明，增加加劲肋厚度对CFPFB弹性屈曲和极限承载力影响较小，增加加劲肋对数对CFPFB弹性屈曲和极限承载力影响较大。