组合钢板剪力墙结构由于其在承载能力、抗震性能等方面的优点，运用于高层建筑结构中具有较大优势。本文为了明确其力学及抗震性能，采用数值模拟方法研究了不同尺寸组合钢板剪力墙单元性能，以及相应的结构设计方法。　　本文首先基于通用有限元程序ABAQUS对单层组合钢板剪力墙单元进行建模分析，确定了有限元分析的相关初始条件。通过与试验数据的对比验证了该模型在模拟组合钢板剪力墙力学及抗震性能方面的合理性。以内嵌钢板为研究对象，分析了不同高厚比和高宽比的组合钢板剪力墙在承载能力、刚度以及滞回性能上的差异。对螺栓间距及混凝土板厚进行分析，结果表明混凝土板对内嵌钢板的约束作用主要与螺栓间距相关，并分析得到了组合钢板剪力墙的适用螺栓间距。通过刚接边缘框架形成不同高宽比组合钢板剪力墙，系统地研究了不同高宽比组合钢板剪力墙的受力性能、塑性发展过程，并对不同高宽比组合钢板剪力墙边缘构件的设计提出相关建议。　　其次，通过对不同刚度的框架柱构成的组合钢板剪力墙进行分析，研究了柱刚度对组合钢板剪力墙受力性能的影响。并对边缘柱的刚度要求提出了相关建议。作为整体结构中主要构件，框架柱不仅作为组合钢板剪力墙的边缘构件，同时也参与竖向荷载传递。通过对框架柱施加不同的竖向压力，考查了轴压比对组合钢板剪力墙承载力、滞回性能等的影响。另外，通过建立三层组合钢板剪力墙模型，分别考虑不同刚度的框架顶梁以及框架中梁对组合钢板剪力墙性能的影响，研究表明框架梁刚度变化对组合钢板剪力墙承载力、刚度等影响较小。　　最后，根据对组合钢板剪力墙力学性能的研究，提出了组合钢板剪力墙的简化分析模型，系统地验证了简化分析模型在单向加载、反复加载、弹塑性分析过程中的适用性。从工程应用的角度评估，该简化模型的分析结果误差在可接受范围内。通过对20层钢框架-组合钢板剪力墙核芯筒结构进行弹塑性分析，得到了该结构的层间位移角、基底剪力等各项指标，验证了简化模型在整体结构分析中应用的可行性。本文还提出了基于遗传算法的组合钢板剪力墙结构优化设计方法。一方面从弹性分析方面进行研究，通过对10层的钢框架-组合钢板剪力墙结构的整体优化分析明确了该方法的可行性。采用优化设计后的结构方案相对于原方案既具有经济性上的优势，同时又具有结构性能方面的优势。另一方面从弹塑性分析角度出发，以平面钢框架-组合钢板剪力墙结构为优化对象进行优化分析。优化结果表明优化后的结构耗能能力及抗震性能更优越。