钢-混凝土组合结构具有承载力高、刚度大、抗震性能好、施工快速方便等特点，其在地面建筑中已经得到越来越广泛的应用，但是在地下工程中的应用还比较少。地下建筑物的受力特点及环境较为复杂：侧向压力大，地下建筑物必须承受两侧土壤(或岩石)所施加的巨大的侧压力，且这种侧压力随着地下建筑物埋深的增大而增大，故结构水平抗力体系会承受一定的轴力；竖向覆土重，特别地，地下大空间的使用荷载大且跨度大，因此对结构的刚度和强度要求更高。本文针对这些特点，研究了应用于地下大空间的钢.混凝土组合结构的力学性能，具体研究内容如下：　　 一、着重研究了在水、土压力等地下荷载作用时，钢-混凝土组合梁的力学行为，推导出弹性状态下简支组合梁的变形与承载力计算公式，公式中不仅考虑了混凝土板与钢梁的滑移效应，而且考虑了轴压的影响。同时还推导了塑性极限状态下考虑轴压影响的组合梁极限抗弯承载力以及负弯矩M-N相关方程。　　 二、进行了高强钢高强混凝土组合梁的试验研究，结果表明，组合梁翼板采用抗压强度较高的混凝土，可以有效减小混凝土翼板的横向应变，增大翼板抵抗纵向劈裂的能力。同时，钢梁与混凝土交界面的相对滑移减小，故减小了由滑移引起的对组合截面刚度与强度的削弱；仅提高钢梁的屈服强度可以提高整个组合梁的抗弯承载力，但是过强的钢梁将会使得组合梁的延性降低。组合梁中高强钢-高强混凝土的搭配可以使得组合梁不仅具有较高的抗弯承载力而且延性较好。　　 三、采用纤维梁(壳)单元和非线性连接弹簧单元模式，构建了一种用于组合梁非线性分析的宏观组合模型，该模型可以考虑钢、混凝土材料的非线性特性，混凝土翼板与钢梁之间的相互作用，结构的几何非线性，其可靠性通过了钢-混凝土组合梁物理试验的验证。　　 四、在钢管混凝土柱纤维梁单元模型基础上，开发了一种由非线性弹簧单元与刚性梁单元构建而成的组合结构梁-柱节点模型。其中，柱模型可以考虑钢管的局部屈曲及钢管内的混凝土由于约束作用产生的强度与延性的提高；梁一柱节点模型不仅可以反映梁柱之间的荷载传递，还可考虑节点处剪切板的非线性性能。组合结构模型的可靠性是通过组合梁-钢管混凝土柱节点试件往复加载试验验证的。　　 五、利用提出的宏观模型进行地下平面组合框架结构的静力弹塑性分析，提出了一种可以考虑强震作用下结构非线性特性的地下框架结构的简化拟静力抗震分析方法。　　 综上所述，文中关于钢.混凝土组合梁力学性能的研究成果为其应用于地下大空间的设计理论和方法提供了参考资料；提出的钢-混凝土组合结构宏观简化模型为地下结构组合框架体系的非线性分析提供了可靠有效的工具。