寒冷地区的冻融作用是混凝土力学性能下降的主要原因之一,其所引发的混凝土力学性能退化是导致钢筋混凝土(Reinforced Concrete,RC)结构构件抗震性能劣化的主要影响因素之一。由于早期的设计规范与标准尚不完善,忽略了冻融循环作用对RC结构构件的影响,导致既有在役RC结构构件在循环冻融作用下容易发生冻胀损伤,进而引发其力学与抗震性能劣化。在中国的东北,冬季持续时间长,温度低,昼夜差大,由冻融作用引起的钢筋混凝土(RC)结构剥蚀破坏日趋显著。在日本、加拿大、俄罗斯和北美等地区,由冻融作用起的结构损坏已受到了高度重视。与此同时,大量处于寒冷环境作用下的RC结构构件亦处于高抗震设防烈度区。基于此,本文选取常用于高层建筑结构的RC剪力墙为研究对象,对其展开了抗震性能试验与数值模拟研究。所涉及到的主要研究内容与结论如下:(1)以冻融循环次数(FTCs)、混凝土强度、轴压比为设计变量,借用人工气候实验室技术对8榀剪跨比为2.14的RC剪力墙进行加速冻融循环试验,进而对其进行低周往复试验。研究结果表明,随FTCs数量的增加,RC剪力墙的破坏模式由弯曲为主的弯剪破坏向剪切为主的弯剪破坏转变;试件的承载能力、变形能力以及耗能能力均逐渐减小,且变形能力与耗能能力的降低幅度以及不同受力状态下的平均剪应变及其占总变形的比例均逐渐增加。随混凝土强度的增加,RC剪力墙的承载能力、耗能能力、峰值状态下的平均剪应变及其占总变形的比例均逐渐增大,且承载能力与耗能能力的增加幅度明显增大,延性系数则先增加后减小。随轴压比的增加,RC剪力墙的承载能力逐渐增加,变形能力、耗能能力、屈服和峰值状态下的平均剪应变均逐渐减小,且承载能力的增加幅度明显减小,变形能力与耗能能力的降低幅度则明显增大,剪切变形占总变形的比例在屈服状态下逐渐降低,在峰值状态下逐渐增大。(2)通过试验回归与理论分析相结合的方法,对前述8榀冻融损伤RC剪力墙拟静力试验结果进行分析。综合考虑冻融损伤参数与轴压比对极限功比指数和不同受力状态下RC剪力墙承载力与变形的影响,建立了冻融损伤RC剪力墙极限功比指数与骨架曲线特征点参数计算模型。考虑强度衰减、刚度退化以及捏缩效应,采用两折线模型表示滞回环卸载段刚度变化,初步建立了适用于冻融损伤RC剪力墙的宏观恢复力模型,并与试验墙进行了模拟对比,从滞回曲线与累积滞回耗能两个方面验证了模型的准确性。结果吻合良好,表明所建立的恢复力模型能较好地反应冻融损伤RC剪力墙的力学性能与抗震性能。(3)对8榀冻融损伤RC剪力墙拟静力试验数据进行分析与处理,经多参数非线性曲面拟合得到了考虑冻融循环与轴压比影响的冻融损伤RC剪力墙剪切恢复力模型,同时结合混凝土不均匀冻融损伤模型,提出了考虑不均匀冻融损伤分布组合剪切效应与粘结滑移效应的冻融损伤RC剪力墙数值模拟方法。并通过与试验墙对比发现:采用该数值模拟方法得到的模拟滞回曲线与试验滞回曲线符合较好,表明本文所提出的数值模拟方法可较为准确地反映冻融损伤RC剪力墙的力学性能、变形性能以及抗震性能,可为严寒地区在役剪力墙的抗震性能评估提供一定的理论基础。