随着混凝土结构在现代工程中的广泛应用以及复杂结构形式的大量涌现,探究混凝土的力学性能与高效精确的设计计算方法越来越受到重视。本文从细观和宏观两个尺度入手,研究了混凝土柱的受力性能。在细观尺度上把混凝土看成是由骨料、砂浆和界面层三相介质组成的复合材料,应用MATLAB编制了圆形骨料和多边形骨料生成程序以及三相介质单元识别程序,实现了混凝土细观模型的建立,并探讨了细观参数对宏观性能的影响,结果表明:骨料空间位置的改变,会引起试件裂纹位置产生变化,但对受拉峰值荷载前的宏观应力应变曲线影响不大,受拉裂纹形态以与加载方向相垂直的裂纹为主,且裂纹主要沿着骨料和砂浆的界面分布,但裂纹扩展路径的不同会引起软化段的差异;骨料形状的改变对峰值荷载前试件的应力应变曲线影响不大,但在应变软化段,由于圆形骨料表面弧度较均匀,有利于裂纹的扩展,使得圆形骨料较多边形骨料有较低的软化强度;界面层对混凝土的强度具有较大降低作用,在单元划分相对于界面层厚度较大的情况下,本文对界面层单元的加权均匀化等效方法,可以考虑较薄的界面层影响,具有较好的计算结果。在宏观层次方面,编制了适用于三维梁单元的材料子程序,在此基础上建立两尺度模型进行了钢筋混凝土柱在快速循环荷载作用下的数值模拟,并将计算结果与试验结果进行对比。结果表明:所开发的材料本构模型程序以及两尺度模型能较好的反应钢筋混凝土柱在快速循环加载下的承载能力及滞回性能,具有较好的宏观精度;在两尺度模型重点关注的局部区域上,钢筋和混凝土的应力结果以及混凝土的损伤发展均与全部采用精细单元的模拟结果相差不大,具有较高细观精度;两尺度模型可以显著减少计算时间,是在有限计算资源下提高分析效率、实现计算精度与计算时间平衡的有效方法。