混凝土填充双圆钢管（CFDST）构件是一种颇具吸引力的组合结构方案，这主要得益于钢管与混凝土填充层之间有效的组合作用，从而表现出优异的力学性能和高效性[1]。填充混凝土因钢管施加的约束作用而获得更高的抗压强度，而钢管由于混凝土提供的支撑而降低了局部屈曲倾向[2,3]。与传统混凝土填充钢管（CFST）截面相比，CFDST构件将部分混凝土核心替换为空心钢管，从而有效减轻结构自重并进一步优化组合系统的材料利用效率。此外，CFDST构件的经济效率与结构效率密切相关。钢管同时兼作混凝土浇筑模板[4]，加速施工进度并降低总体建造成本。研究发现，CFDST构件具有优异的耐火[5]和耐腐蚀[6]性能，因为内管受到外管和填充混凝土的保护，从而在设计使用年限内降低全寿命维护成本。外露外管采用不锈钢可凭借其优异的耐腐蚀性、延性和应变硬化能力进一步提升组合截面的耐久性和结构性能[7]，而内管的存在则允许减小外管壁厚，从而提高材料利用效率和系统的整体经济性。因此，CFDST构件在腐蚀性环境中（如核工业、海洋及近海环境）的重型基础设施中越来越受到青睐，其应用涵盖输电铁塔[8]、海上桥梁[9]、石油平台[10]及风电塔筒[11]等多种场景。
过去几十年间，CFDST构件的受压性能已被广泛研究。具体而言，这些研究全面涵盖了纯轴压[2,4,[12], [13], [14], [15], [16], [17], [18], [19], [20]]、压弯[21, [22], [23]]、压剪[24,25]、压扭[26], [27], [28], [29], [30]]以及压弯扭[27,31,32]等多个方面。然而，关于CFDST截面弯曲性能的研究仍相对有限。在实际应用中，CFDST构件不可避免地承受弯矩和剪力，例如由风荷载和地震作用引起的内力。因此，深入理解CFDST构件在复合受力条件下的结构性能具有重要的基础性意义。
既往对CFDST梁的试验研究已探索了多种截面形式，包括外管和内管均采用圆形[33], [34], [35], [36], [37]、方形[36]、矩形[38], [39], [40]和十二边形[41]空心截面，以及外径和内径截面形状不同的CFDST梁[36,42]。CFDST截面的弯曲破坏机制在文献[36,[38], [43], [44]]中有所探讨，其中发现CFDST梁的外管破坏模式与CFST梁中钢管的破坏模式相似[36]，而内管的表现则与空心钢截面类似[38]。CFDST截面的弯矩-挠度响应与其CFST对应截面极为相似[43,45]，而曲线峰值后的阶段通常表现出明显的软化趋势[44]。有限元建模也被用于研究CFDST梁的弯曲响应[35,36,46,47]。综合来看，这些研究[33], [34], [35], [36], [37], [38], [39], [40], [41], [42], [43], [44],46,47]一致表明，CFDST梁表现出很高的延性和弯矩承载力，远超各组成部分承载力之和[35]，从而证实了组合作用带来的卓越性能。值得注意的是，大多数现有研究关注的是双轴对称截面CFDST梁，即内外钢管截面质心重合。然而，近期研究[39,48]表明，将内管置于CFDST截面的受拉区可进一步优化材料利用效率，使弯矩承载力超越传统同心配置。Tang等人[40]研究了一种新颖的偏心布置方式，将内管战略性地布置在受拉区以提升弯曲性能。因此，本研究以这一新颖配置为主要研究对象。以往大部分试验采用四点弯曲试验来探索CFDST梁在纯弯曲下的力学行为，所选剪跨比约为1.1～2.6以减小剪力影响。然而，剪力是重要的设计考量因素，会影响弯矩承载力和整体结构性能[49,50]。因此，需要在更宽的剪跨比范围内进一步深入研究CFDST构件的弯曲性能，涵盖从明显的剪弯相互作用到弯曲主导响应的过渡，并评估现行设计条款，以推动其在工程实践中的更广泛应用。
本文采用有限元方法对承受三点弯曲荷载的CFDST梁的结构性能进行了研究。CFDST由冷弯不锈钢外管和冷弯碳钢内管组成。数值模拟工作包括验证研究，以复现文献中已有试验获得的力学响应；以及参数化研究，以生成更多有关所研究CFDST构件的数据。基于所生成的有限元结果，探讨了关键参数——即内外管局部长细比、内管偏心距、混凝土强度和剪跨比——对三点弯曲作用下CFDST构件极限弯矩承载力的影响。随后利用所生成的有限元数据和现有试验结果，评估了欧洲规范EN 1994–1–1（EC4）[51]、美国规范AISC 360[52]和中国规范CCES 7[53]中现行混凝土填充碳钢管构件设计条款在所研究CFDST构件设计中的适用性。总体而言，本研究通过经过验证的有限元分析，在更宽的几何参数范围内扩展了现有试验数据库，深化了对偏心内管CFDST梁在剪弯相互作用下力学响应的理解，并为未来改进设计条款的开发提供了全面基础。
