随着近些年来国民经济的飞速发展和人们对物质生活水平要求的日益提高，建筑行业向着大柱网、大空间、以及大开间的单层、多层大跨空间结构大规模地发展，新式体育场馆、会展场馆等大跨度结构对楼盖提出了新要求，组合楼盖由于自身的优越性能，逐渐地被结构工程师们所青睐。而在组合网架楼盖的基础上发展而来的组合管桁架楼盖，在同等用钢量情况下，有着更高的整体刚度和承载力，是一种很有发展前景的新型空间组合结构形式，但目前国内外学者对其还缺乏关注，相关的理论计算与设计方法也不完善。本文在借鉴前人的研究成果以及初等弯曲理论的基础上，利用ABAQUS有限元软件对无上弦组合管桁架的破坏模式、延性性能及极限承载力进行分析。从管桁架杆件截面尺寸、高跨比、宽高比、混凝土板厚度和板的混凝土强度等级五个方面综合分析其极限承载力、破坏模式、荷载位移曲线以及位移延性系数等受力性能。提出影响其受力性能的关键参数下弦钢管与上翼缘混凝土板匹配度η。论文研究中发现利用在端节间设置上弦杆，其他节点处设置钢节点板以及在混凝土板节点处配置一定数量的抗冲剪弯起钢筋，能够有效的避免节点与支座发生脆性破坏。宽高比对提高组合管桁架刚度及极限承载力的效果不明显，甚至当宽高比超过0.8时，反而会降低组合管桁架的刚度或极限承载力，因此，无上弦组合管桁架的设计过程中，宽高比0.8可以作为一个限值。提出了能够使得无上弦组合管桁架在常用的几个高跨比、宽高比、混凝土板厚及强度等级下，均能得到良好的受力性能，避免结构发生上翼缘受压区混凝土压碎先于下弦管拉断的脆性破坏的最优匹配度η=1.20。为后续的科学研究以及工程实践提供一定的参考。