将冷弯薄壁型钢与胶合木通过不同连接方式组合成新型箱形截面组合梁，以钢木连接方式和钢材卷边尺寸为变量，对4根组合梁进行了三分点弯曲试验，探究组合梁的破坏机理及力学性能。试验结果表明：组合梁整体工作性能好、变形协调，组合梁最终以纯弯段下翼缘胶合木断裂而破坏；不同连接方式下，胶粘连接的组合梁相较于螺栓连接和自攻螺钉连接的组合梁极限抗弯承载力分别提高了61.5%和23.0%；同为胶粘连接的组合梁，增大钢材卷边尺寸后其极限抗弯承载力只提升了9.0%。在试验基础上建立组合梁有限元模型进行分析，模拟结果与试验结果吻合良好；有限元模拟结果表明：钢材强度、钢材厚度以及胶合木厚度均对组合梁的抗弯承载力有一定的影响，其中胶合木厚度的影响最大。结合试验结果和模拟分析提出了冷弯薄壁型钢-胶合木组合梁跨中挠度和抗弯承载力计算公式，结果表明理论值与模拟值吻合良好，可为工程实践提供一定参考。